研究發現「海雪中具有塑膠微粒」背後的警示意涵

研究發現「海雪中具有塑膠微粒」背後的警示意涵
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我們想讓你知道的是

擺在眼前的事實,就是我們已經製造出足以讓我們煩惱的塑膠垃圾了,現在我們能做的就是減少塑膠垃圾的產生。如果這點都做不到,或是根本不願意去改變使用塑膠的習慣,那麼再多的研究與證據也只是紙上談兵。

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議題:海雪中的塑膠微粒對海洋生態之影響

背景描述:近日佛羅里達大西洋大學(Florida Atlantic University)發表了一篇<Field-Based Evidence for Microplastic in Marine Aggregates and Mussels: Implications for Trophic Transfer>期刊文章,該篇文章指出2個研究發現,海雪(Marine snow)中確實存在塑膠微粒,海中的微聚合物(Marine aggregate)在下降過程中,會因下沉而撞擊結合更小的粒子,如密度較小具疏水性的塑膠微粒,因而增加海洋中塑膠微粒的下沉率,將塑膠微粒從海洋表層轉移到整個海洋食物鏈中。

該研究也發現海雪中的塑膠微粒與貽貝之間的關聯,即海雪中存在的塑膠微粒與貽貝捕食的塑膠微粒種類相同,這也代表海雪中的塑膠微粒透過此類懸浮物攝食生物發生轉移的作用。除此之外,以往認為貽貝是評估海洋塑膠微粒的重要指標,但根據該研究指出雖然貽貝會捕食塑膠微粒,但有其粒子篩選機制會選擇性攝入塑膠微粒,所以並不能以貽貝作為觀察海洋塑膠微粒最重要的指標。

為釐清海雪中的塑膠微粒及其影響,特別邀請相關專家、學者針對本次議題進行回應。

楊姍樺博士
東海大學生命科學系助理研究員

海洋塑膠無庸質疑是屬於近期人為活動的非自然產物,地球的過去恐怕無法給我們答案。它不像氣候變遷議題般,還可以追溯地球的過去,藉由各種線索來做些對未來氣候的模擬。剛開始,海洋塑膠垃圾引起人們注意,多半是因為「看到」海鳥或其他較大型海洋生物誤食,或是海洋生物受到明顯干擾,像是塑膠環勒在動物身上。而最近,海洋塑膠的研究蓬勃發展,是因為發現海洋塑膠會以不同大小呈現,尤其是小到肉眼看不見、可以直接被食物鏈底層生物攝食的海洋塑膠,進而有直接影響人類健康之疑慮。

這篇文章主要提及海洋塑膠微粒被攝食與否,但是,其實除了塑膠微粒本身累積在生物體多寡這一點,塑膠微粒上各式各樣的化學物質,或是在塑膠微粒上形成生物膜(biofilm)的微生物組成,也是我們需要重視的部分:這些化學物質與微生物族群,增加了何種海水中塑膠微粒其物理或化學改變之變數。

舉例來說,微生物在微粒上形成的生物膜,可能改變塑膠風化的速度,進而加快或減緩塑膠在水中的沉降。另外,微生物產生的胞外聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)具有黏性,也會影響塑膠微粒在濾食性生物鰓上的吸附能力。再者,塑膠微粒上不同的化學物質會吸引不同微生物,那麼,也會影響生物膜的內部組成。因此,塑膠微粒會被當作海洋污染的主要角色在於它牽扯的範圍,除了本身物化特性之外,還與微生物及食物鏈的每一層都相關。

根據Chae與An在2017年於《Marine Pollution Bulletin》發表的review[1]中,整理近期有哪些海洋生物已經成為研究對象,被調查過體內有無塑膠微粒。這些生物包含了肉眼看得見的魚、蝦、蟹、貝、海星、海參、珊瑚,海草等動植物,到肉眼看不到的浮游生物及其他微生物。然而隨著研究越來越多,人們才開始驚覺,海洋塑膠微粒遍及範圍廣大(包括了極地與深海),且以超乎想像的量與型態(各種不同大小、材質)存在於海水當中。甚至,近來根據綠色和平組織的調查,發現90%的食鹽都含有微塑膠,且預估成人平均每年透過吃下去的鹽也吞進了2000個塑膠微粒[2]。儘管研究資料越來越多,對於海洋塑膠微粒會造成環境與生態有什麼樣影響,就目前的了解,都還難以下定論。

但要注意的是,就是因為我們對塑膠微粒的影響所知有限,學者應該是秉持著客觀的角度去分析結果;媒體報導時,也有責任避免使用渲染的字眼來造成大眾恐慌;而民眾在得到消息時,也盡可能多方查詢相關資料,以求資訊正確。

最後,擺在眼前的事實,就是我們已經製造出足以讓我們煩惱的塑膠垃圾了,現在我們能做的就是減少塑膠垃圾的產生。如果這點都做不到,或是根本不願意去改變使用塑膠的習慣,那麼再多的研究與證據也只是紙上談兵。

參考資料:

  • Chae, Y.; An, Y.-J. Effects of micro- and nanoplastics on aquatic ecosystems: Current research trends and perspectives. Mar. Pollut. Bull. 2017.
  • Kim, J., Lee, H., Kim, S., & Kim, H. (2018). Global Pattern of Microplastics (MPs) in Commercial Food-Grade Salts: Sea Salt as an Indicator of Seawater MP Pollution. Environmental Science & Technology, 52(21).
邱文彥博士
國立臺灣海洋大學榮譽講座教授

最近國外一份期刊文章的研究,發現「海雪」中有大量塑膠微粒,引發廣泛的關切。

「海雪」(Marine snow)是海洋中富含有機物質的聚合體,包含生物排泄物、生物碎屑、浮游植物、細菌和顆粒態有機質,這些懸浮物漂在海裡不斷碰撞、結合、包覆,像滾雪球一樣越滾越大,就形成了海雪。在黑暗的深海裡,如果打開探照燈,這些懸浮物質就會反射光芒,看起來像是白色雪花一樣。在超過1000公尺的深海裡,伸手不見五指,這裡的生物沒有辦法行光合作用,海雪因為含有大量的碳、氮、磷等生物所需營養成分,因而成為了深海生物重要的食物來源之一。因此,海雪是海洋碳匯的一條通路,也為海洋底棲生物提供食物[1]。

塑膠微粒在水環境中因為材質、形態等原因,通常漂浮於水面。但如果塑膠微粒被海雪包裹後,沉降速率將加大。2018年5月,英國學者凱利.劉易士(Ceri Lewis)以室內模擬實驗方式,探討海雪對微塑膠沉澱速率和生物利用的影響。研究指出,不同類型的塑膠,在海洋中會以不同速率隨著海雪進入到海洋底部;其中,纖維類塑膠微粒會阻礙海雪的沉降,一旦沉降速率變慢,將減緩底棲生物的食物來源和碳沉積的速率,對海洋生態系統和碳循環造成一定的影響[2]。

如今,海雪中發現大量塑膠微粒,不但顯示塑膠微粒在海洋水層分布的模式已超乎過往認知,影響深海或海床生物維生的體系,大量塑料必然也會提高較深海域生物攝食的可能性。經由生物累積和漁業捕撈,這些可能帶有戴奧辛、重金屬、殺蟲劑、塑化劑等「環境荷爾蒙」的微塑料,將進入其他大型生物或人體,並可能改變其體內免疫、神經與內分泌系統之正常運作,或有因而引發疾病的疑慮。

海洋研究中,常以特定物質、成分或生物作為海洋環境品質良窳之指標。例如,鹽度、溶氧、pH值或溫度,以及底棲生物的龍蝦,常作為量測該一海域污染量的指標,進而導出環境管理上的決策。但因氣候與海洋環境變遷,很多常用的指標可能無法再用了。[3]由於海洋塑膠污染問題日趨嚴重,目前全球有越來越多的研究正關注其對生態、環境和人體的威脅性,塑膠微粒因而成為當前熱門的海洋污染「新指標」。這項新指標同時呈現了海洋污染的新趨勢、新類型、嚴重性和累積性,除了傳統關切海洋物理、化學和生態影響的研究外,未來的研究或管制將更加關切其對人體健康的新重點,尤其是水產品的安全議題。

鑒於塑膠微粒所造成的危害,未來各國勢必要推動更多元、更整合和更積極的研究與措施。例如,在限塑法政面向,由國際法、國際合作的討論,到國內從源頭、生產、銷售、使用、拋棄和最終處置等管制辦法的建制;科學研究面向,從各種海洋生物體內到海洋環境中各種塑膠微粒的採樣、檢驗、分析、彙總等科學證據的確認;以及病理面向,針對塑膠微粒在魚體、人體內如何轉移、累積和影響人體健康的研究等。至盼產、官、學、研、民能正視此一問題的嚴重性,進而在科研上有長期、統合的研究及施政上有具體有效的良策。

參考資料:


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責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航