如何探究近海微塑料含量

作者:本报记者 赵 婧  来源:中国海洋报   发布时间:2018-07-31 10:03:47   [打印本页] [关闭窗口]

  7月26日,在北京大学英杰交流中心,前来参加APEC海洋垃圾防治创新途径研讨会的多位专家学者,分别公布了各自对我国近海微塑料含量及分布特征的研究结果。然而,他们呈现的研究结果和数据却大不一样,甚至有着极大差异。

  微塑料污染是近年来全球海洋垃圾污染的热点问题,我国近海微塑料含量多少,直接为政府相关减排决策提供依据。我国近海微塑料含量究竟如何?数据差异背后的原因是什么?哪些更科学、更真实?为此,记者现场采访了这些专家。

  微塑料含量是高还是低?

  来自中国科学院烟台海岸带研究所的研究员骆永明是第一个发言的,骆永明研究团队主要关注渤海微塑料的丰度、形貌及分布特征。“我们的调研数据与有些单位的数据不一样”,骆永明坦言。

  根据骆永明研究团队的调研结果,渤海微塑料的丰度为每升0.4个~5.2个,平均丰度为每升2.2个。换算一下,就是每立方米2200个。中国科学院海洋研究所研究员孙晓霞说,根据国家海洋环境监测中心已发表的研究数据,渤海表层海水里塑料浓度非常低,每立方米只有0.3个微塑料。

  2200个对比0.3个,差异之大不言而喻。

  骆永明团队还对渤海微塑料的分布特征进行了研究。骆永明说,在渤海不同海域、不同海水深度的微塑料含量明显不同,“从微塑料与水深关系来看,更多微塑料聚集在渤海5米~15米水深处。随着水体深度加深,尤其15米以下,水体中小于300微米的微塑料不断增多。沉积物中的微塑料含量很高。”

  孙晓霞团队最近几年在黄海、东海进行表层海水、浮游动物及鱼类体内塑料分布、浓度、组成特征研究,结果发现,黄海表层海水微塑料浓度更低,平均每立方米只有0.1个微塑料;在东海,平均浓度也是每立方米0.3个,但生物体内存在一定的累积。“综合中国近海几大海域情况,现在观测到的表层海水中微塑料浓度并不是特别高,或者说比较低。”孙晓霞说。

  2016年,国家海洋部门在我国沿海水域监测海洋微塑料的分布状况。监测结果表明,中国东部近海表层水体中微塑料的平均丰度约为每立方米0.29个。

  研究结果为何差异如此之大?

  谈到数据差异巨大的原因,骆永明说:“主要是所用的采样工具与方法学的差异导致的。”

  据骆永明介绍,团队采用500吨位的船采样,这样船只不仅可以覆盖全渤海海域,而且可以更靠近海岸。团队研究人员在水体中采用温盐深仪采集大水样,用抓斗采集沉积物样品,然后采用20微米的滤膜过滤,再用显微红外光谱仪识别真假微塑料。这样就能收集到20微米以上的不同类型微塑料,进行科学识别,以免误判。

  而孙晓霞研究团队、国家海洋环境监测部门的团队更多是在近岸和近海区域进行采样,采用的是网孔直径为500微米或330微米的拖网作业。国家海洋环境监测中心海洋垃圾和微塑料研究中心副主任穆景利介绍:“所采取的是断面采样,设计的站位有一定梯度,这样覆盖的面积更大,数值平均之后微塑料含量就比较低了。”

  两种方式哪一种更合理呢?

  “用较大孔径的拖网会丢失330微米以下的微塑料。”骆永明认为,在微塑料含量研究中,应该更注意小的微塑料。“越细越小的微塑料更容易进入到生物体内。”

  骆永明说,500微米、330微米的拖网通常用于海水表层收集生物,是否适用于海洋微塑料的收集、调研工作,这是需要提出疑问的。根据骆永明团队的研究结果,高含量的微塑料主要集中在渤海水体中部位置及沉积物中,而并非表层。

  穆景利说,从监测角度来看,因为涉及面广,要考虑不同地方政府、不同研究团队是否有经济实力、有能力获取这些数据。而且,还涉及后续分析仪器、分析技术的可行性问题。据了解,微塑料的粒径越小分析难度越大,投入的人力和物力都将大大增加。

  穆景利说,拖网取样可以获得较大体积的水样样品,不确定性也将会降低。这些都是拖网取样目前相对应用较多的原因。

  骆永明和穆景利一样,同样谈到经费限制问题,并向记者列举了一些数据,“500吨的船,一天成本大约在5万元左右。我们在渤海及北黄海设置了20个点位,全程多目标采样完成大约需要10天~15天,成本很高。”骆永明说。

  而想要拿到更准确的数据,还需要在不同年份、不同季节分别采样。据了解,骆永明团队此次研究结果是2015年开始至今、分4次全程采样获取的。

  “数据差异大不仅仅是方法不一致的问题,还存在采样水层、采样站位等差异。”孙晓霞说。

  华东师范大学河口海岸学国家重点实验室教授李道季说,造成渤海微塑料含量研究结果差异大的原因,是使用采样工具的不同导致的。采集水样分析,会因为大量的衣物等纺织品化学纤维被统计在内导致数量剧增。不过李道季也谈到:“问题是如果仅以数量单位来认识微塑料,显然是不科学的,也容易造成误解。但由于微塑料样品重量实在太轻,往往难以称量。”

  骆永明团队发现,经过显微红外光谱仪识别过的渤海微塑料以纤维类为主,而且随着水体深度的增加,纤维类微塑料的比例也不断增加。这或许能部分说明该团队获得的数据为何如此之大。

  采样及研究方法均待统一

  海洋塑料垃圾的研究结果出现极大差异并不是个案。

  此次研讨会上,李道季也介绍了团队的最新研究成果。李道季说,根据团队研究模型显示,2011年~2016年,我国塑料垃圾入海量在37万吨~97万吨之间变化。

  而2015年,美国佐治亚大学的一个研究团队在《科学》杂志上发表论文,估算了全球192个国家和地区生活在距离海岸50公里内的人口排放的塑料垃圾,前五大排放国都在亚洲,其中中国最多,2010年排入海洋的塑料垃圾量为132万吨~353万吨,引起一片哗然。

  李道季说,这一美国模型假设是基于固体废弃物、人口和经济状况,通过研究区域无管控塑料垃圾量,推测直接排入海洋的量,其中使用了美国河流中微塑料与大块塑料垃圾的比例,这些并不适用于中国。“这也表明,微塑料的组成和成分是非常重要的,有些化学合成纤维类的微塑料与大块的塑料垃圾并没有任何相关性。”李道季说。

  骆永明呼吁学界在采样工具和方法学上达成共识,“不仅仅是在我国,在区域、全球都亟须达成共识,形成共同的研究方法,这样得出的数据才具有可比性。”骆永明说,“不仅仅数据要有可比性,还要反映客观真实的微塑料存在现状。讲规范与讲真实要统一起来。”

  在穆景利看来,两种采样方式各有利弊,可以作为相互补充的方式同时开展。

  李道季则谈到塑料纤维是否应该计入微塑料含量中。李道季说,城市污水处理厂排海污水中含有大量衣物纤维,大量塑料纤维尤其衣物纤维进入环境中,被统计到微塑料内。在方法学上,建议能否将衣物纤维、塑料纤维和通常研究的微塑料区别界定,“当然,这是很难的。”

  然而,不论是采样工具、采样方式还是统计方法,如何统一都还在讨论中。

  据悉,联合国海洋环境保护科学问题联合专家组正在制订一套更协调的海洋塑料垃圾监测和评估方法指南草案,其中就包括微塑料监测和评估方法。这一草案现在正交由区域涉海专家审阅,预计将在2018年11月公布。我国科学家正在积极组织审阅中。