TECHNICAL COLUMN
學習資源為了全面評估海洋微塑料污染情況,曾有科研人員對1979年至2019年間全球海洋表層海水中的微塑料顆粒數量和質量做出數據分析,這些數據來自全球海洋中的11777個觀測站。
分析發現,1979年至1990年間,全球表層海水微塑料含量沒有明顯變化;隨后出現了一些波動,在2005年之前的幾年中呈下降趨勢;在2005年后,微塑料含量持續快速升高,按估計平均值計算,從2005年到2019年微塑料顆粒數量和總質量都增長了約10倍。
根據模型估算,2019年全球表層海水中的微塑料總質量平均值約為233萬噸,顆??倲盗康墓烙嬈骄导s為171萬億。相關論文于8日發表在美國《科學公共圖書館·綜合》雜志上。
微塑料(microplastics)
微塑料(microplastics)指的是尺寸為0.1 ?m至1 mm的塑料顆粒和纖維,它們要么直接來自工業制造,例如個人護理產品中的去角質塑料微珠,要么來自較大的塑料碎片,例如紡織品中的微纖維、輪胎磨損顆粒等。這種廣泛存在的環境污染物,影響著全球的陸地、淡水和海洋生態系統,遠至南北極,深至萬米海溝,都有微塑料的身影。數以萬億計的微塑料會堵塞魚類的腸道,破壞海洋生物的組織,并導致整個種群的減少。危害如此之大,但微塑料很難治理,它們體積小,隨波逐流,難以收集,幾乎不可能被清理干凈。
貽貝(Mytilus edulis)
作為味美價廉的海鮮,貽貝對于很多讀者來說并不陌生。實際上,貽貝也是科研工作者的寵兒,相關研究屢屢登上頂級學術期刊。
近日,英國普利茅斯海洋實驗室(PML)Penelope K. Lindeque等人一項關于貽貝的研究再次成為科研圈的熱點,他們發現貽貝可化身“生物過濾器”,有望解決讓人類頭痛不已的海洋微塑料污染問題。Science 網站也對此做了報道。[1]
貽貝作為濾食性軟體動物,進食時也會同時攝入微塑料,無法消化的微塑料會與食物殘渣一起形成容易與水分離并沉積的糞便,方便后續的收集與清除。Lindeque說,貽貝本質上是“把垃圾扔出去讓我們收集”。[1]
貽貝過濾微塑料并將其隔離于糞便中

圖片來源:J. Hazard. Mater.
科學家們已經知道這種貽貝可以在實驗室的靜水中過濾微塑料,于是他們在動態的條件下進行了新的測試。在將貽貝放入一個鋼制水箱后,他們向水中泵入含有微塑料的水。微塑料的種類、形狀、大小各異,以代表海洋環境中發現的各種微塑料。在初始濃度為1000 微塑料/升時,貽貝以平均40146微塑料/千克?小時的速率降低水中微塑料濃度,每只貽貝平均每小時能除去669粒微塑料。這些被貽貝清除的微塑料都隔離在糞便中,無論微塑料含量如何,貽貝糞便都可迅速沉降,可以容易地捕集并與水體分離。作者隨后使用耦合建模系統來模擬在河口部署繩養貽貝清除微塑料。模型預測表明,在河口處用繩養貽貝方式部署約3 × 109只貽貝,即可清除河流水體中4%的微塑料。
所用的多種微塑料

圖片來源:J. Hazard. Mater.
萊姆灣(英國)的貽貝部署模型

圖片來源:J. Hazard. Mater.
然而,作為概念驗證式的研究,這并非完美解決方案。比如,貽貝對于食物并非來者不拒,它們只吃特定大小的顆粒,所以必然會留下一些微塑料。還比如,根據文中報道的貽貝清除微塑料的能力,要想投入實用需要巨量的貽貝每天24小時以恒定的速度過濾海水,這很難實現。而且巨量的貽貝,會不會破壞該海域的生態系統平衡?或許可以考慮將貽貝的人工養殖與微塑料清潔結合起來,但如此一來,為保證食品安全,還需要定期檢測貽貝組織中的微塑料含量。
Lindeque等人現在正在擴大該系統的規模,在不同的地點進行測試。他們對貽貝過濾大量微塑料和其他污染物持樂觀態度,但也強調,真正的解決辦法不在于貽貝,而在于人類自己,“我們需要從源頭上阻止微塑料污染?!?/p>
文獻參考:
Mussel power: Scoping a nature-based solution to microplastic debris
Matthew Cole, Yuri Artioli, Rachel Coppock, Giovanni Galli, Radwa Saad, Ricardo Torres, Thomas Vance, Anna Yunnie, Penelope K. Lindeque
J. Hazard. Mater., 2023, 453, 131392. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2023.131392
1. 貽貝糞便有助于清除海洋中的微塑料
https://www.science.org/content/article/mussel-poop-may-help-clear-oceans-microplastics
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