关键词:
海洋微塑料
渔业活动
红树林
珊瑚礁
时空分布
源汇解析
管控对策
摘要:
目前,塑料污染防治已成为国际社会维护全球可持续发展的重要议题,我国将塑料污染治理列入了《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,海洋微塑料污染控制是全球塑料污染治理的重中之重,联合国环境大会多次针对海洋微塑料污染开展专题研讨。海洋微塑料污染研究是维护海洋生态环境安全的重要前提,但目前全球范围有关海洋环境中微塑料环境行为的研究仍面临众多挑战:对于“源”的研究大部分均局限于陆源污染,海源污染被严重忽视,但人类渔业活动大量使用了塑料制品,渔业来源的微塑料污染研究在广度和深度上仍有待进一步开展;对于“汇”研究,海洋沉积物被认为是微塑料污染最重要的“汇”,但大部分研究聚焦在表层沉积物,微塑料在深层沉积物中的归趋以及针对红树林、珊瑚礁等独特的“汇”的研究有待深入;微塑料污染研究作为引领海洋塑料污染有效削减的前提工作,相关研究成果有待向务实管用的管控对策转化。针对现状问题,本研究以我国四大传统渔场之一、中国-中南半岛沿海几何中心的北部湾为基底,重点研究海洋沉积物微塑料污染时空格局及源-汇关系,研究主要内容以及成果如下:(1)研究对北部湾重点研究区(包括5条入海河流)沉积物的微塑料污染情况开展调查,发现观测的8种不同聚合物类型的微塑料在表层沉积物中均被检出,其中,PP(聚丙烯)的丰度最高,占比达68.7%,其次为PE(聚乙烯),占比为18.5%,微塑料形态研究表明,纤维状微塑料达检出的微塑料总量的69.6%。表层沉积物微塑料丰度均值为405±336个/kg,与国内外其他海域相比处于中等偏高水平,微塑料在不同环境功能区的污染分布呈现以下特征:市区河段>海洋养殖区>郊区河段>潮间带>近岸海域>港口区。(2)研究针对北部湾重点研究区域表层沉积物主要的微塑料类型污染物(PP纤维、PE纤维)的来源开展了来源解析工作,通过不同塑料纤维的用途、进入环境的途径以及将检出的微塑料纤维与几个不同来源的渔具塑料纤维进行比对,证明研究区域PP纤维、PE纤维很可能来源于渔具的磨损。此外,PP纤维和PE纤维的整体丰度与不同渔业活动强度的相关度较高(R2=0.8586,p=0.015),既表明了渔业活动对微塑料污染的重要影响,也验证了研究区域表层沉积物微塑料纤维来源于渔业活动的论断。(3)研究发现珊瑚礁、红树林这两个独特而重要的生态系统的沉积物也是海洋微塑料的“汇”。珊瑚礁一般分布在洁净度较高的海域,但本研究结果表明,北部湾区域所有的珊瑚礁区沉积物均发现了微塑料的存在,包括沿陆地海岸发育珊瑚礁以及沿海岛边缘发育的珊瑚礁,平均丰度为363±476个/kg。红树林沉积物中微塑料丰度要高于本研究的其他沉积物类型,平均丰度为655±526个/kg。红树林沉积物是微塑料集聚度很高的“汇”,同时也起到滞留微塑料颗粒的作用。根据野外调查结果,红树林尤其是小型红树林容易受到周边人类活动的破坏或侵占,其积累的微塑料可能会重新释放到外环境中,有从微塑料的“汇”转变为“源”的可能。(4)研究结果表明沉积柱中(长度60 cm)的微塑料的平均丰度为410±329个/kg,证明了微塑料可以赋存于深层沉积物中,而且可“隐藏”在深度达60 cm的深层沉积物中(丰度为167个/kg)。沉积柱中微塑料的丰度分布和尺寸分布表明微塑料可长期埋藏于深层沉积物中,是被忽视的、微塑料重要的“汇”。沉积柱中微塑料的丰度水平与表层沉积物相近,研究区域“藏于”深层沉积物的微塑料总量(185吨)是表层沉积物的5倍,由于目前大部分研究主要集中于表层沉积物,因此,微塑料储量水平可能普遍被低估。(5)本研究采用210Pb和137Cs的定年法构建沉积柱的年代框架,分析选定海域微塑料污染历史记录,结果显示1933年以及年龄更大的沉积物(深度≥22 cm)也发现了微塑料的存在,然而常用的塑料在二十世纪40年代才被发明并且70年代才被普及使用,这表明微塑料在沉积物中会垂直向下迁移。本文认为研究区域的生物扰动以及深层沉积物的尺寸分布可能是微塑料在沉积物中垂向迁移,导致“新塑料”埋藏于“老沉积物”中的重要原因。(6)针对海洋微塑料污染,尤其是渔业来源的微塑料污染,本研究对我国现时塑料污染防治政策进行了梳理分析,并结合微塑料污染“源-汇”关系研究成果,识别削减污染的关键性控制因素,提出了“整体保护性开发、局部开发性保护”的发展策略,以及渔业从粗放型向集约型转型、建立塑料全生命周期评价的制度、构建城乡一体化垃圾分类处理体系等具有针对性的政策建议,推动学术研究成果进一步转化为务实管用的管控措施。同时提出北部湾要充分发挥东联广东、海南,西接东盟的区位优势,在海洋塑料污染防治上,率先探索跨省(区)、跨国境的协同共治,打造可持续发展标杆。