賀加貝 趙 強 楊國華 王 鶴 常婧婷 王力勇

(1.煙臺市海洋經(jīng)濟研究院，山東 煙臺 264003；2.煙臺高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展局，山東 煙臺 264114；3.環(huán)翠區(qū)海洋與漁業(yè)研究所，山東 威海 264200)

塑料是以單體為原料，通過加聚或聚合反應(yīng)形成的高分子化合物，其制品具加工性好、輕質(zhì)高強、耐腐蝕等優(yōu)點，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛應(yīng)用。但是，多數(shù)塑料產(chǎn)品回收率低且難以分解，廢棄塑料帶來的“白色污染”日益嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。隨著對海洋開發(fā)利用的逐漸深入，塑料產(chǎn)品對海岸帶的污染及治理成為海洋生態(tài)文明建設(shè)的重要課題。據(jù)估計，全球的塑料產(chǎn)品約有1/10最終進(jìn)入了海洋，這些塑料產(chǎn)品在機械作用、化學(xué)分解、生物降解、光氧化降解等過程的共同作用下，逐漸碎化成更小的顆?！拔⑺芰稀?。大量證據(jù)顯示，微塑料對海洋環(huán)境的影響可能成為一個長久困擾海洋可持續(xù)發(fā)展的問題，因為從大型塑料產(chǎn)品分解形成微塑料的過程較快，而微塑料的降解礦化過程卻極為緩慢，預(yù)測其生命周期為幾百到幾千年。本文剖析海洋生態(tài)系統(tǒng)中微塑料的來源及危害，提出減少漁業(yè)生產(chǎn)中微塑料產(chǎn)生的應(yīng)對措施，以期降低其對海洋生態(tài)文明建設(shè)的威脅，促進(jìn)漁業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展。

微塑料的概念于2004年在《科學(xué)》雜志上首次被定義，即小于5毫米的塑料碎片或者顆粒，但也有研究采用1毫米的上限閾值對其界定。目前，較為普遍被接受的微塑料定義為直徑小于5毫米的塑料顆粒。中國國家海洋局近幾年公布的《中國海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報》也均采用“直徑小于5毫米的塑料碎片或者顆粒”這一定義開展相關(guān)調(diào)查研究。

目前，微塑料缺乏一個公認(rèn)的統(tǒng)計方法或分類標(biāo)準(zhǔn)，本文根據(jù)微塑料的成因及組成材料對其進(jìn)行了分類。

根據(jù)成因可分為：初生微塑料和次生微塑料。初生微塑料是指人造的粒徑小于5毫米的塑料產(chǎn)品，如牙膏、發(fā)膠、潔面乳和空氣清新劑中的塑料微粒。這類微塑料即便在污水處理系統(tǒng)中也很難被分離過濾，通常被直接排放入海。次生微塑料是指由大型的塑料垃圾經(jīng)過物理、化學(xué)和微生物等作用分解形成的塑料微粒，這類微塑料是海洋生態(tài)系統(tǒng)中最常見的類型。

根據(jù)組成材料可分為：聚乙烯微塑料、聚丙烯微塑料、聚氯乙烯微塑料、聚苯乙烯微塑料、ABS微塑料、尼龍微塑料和其他微塑料，其類型之多，基本囊括了我們生產(chǎn)生活中常見的所有塑料材料。

一、微塑料的來源

作為海洋生態(tài)系統(tǒng)中豐度最高的塑料污染，微塑料的來源總體可歸納為三類，即陸源輸入、海源輸入和海岸帶輸入。

1.陸源輸入 陸源輸入是海洋中微塑料的主要來源，具體可分為三種形式的輸入。一是初生微塑料直接輸入。因初生微塑料粒徑小，無法被污水處理系統(tǒng)濾除，故絕大多數(shù)的初生微塑料都是通過陸源直接輸入而來；二是大型塑料垃圾入海降解。大型塑料入海后經(jīng)波浪拍打、化學(xué)分解、微生物降解、光降解等多種合力作用，降解碎化成微塑料；三是陸源次生微塑料輸入。陸地上的大型塑料分解成微塑料后，可以隨著風(fēng)力遷移或雨水沖刷，從陸地進(jìn)入地表水，最終進(jìn)入海洋。

2.海源輸入 隨著對海洋開發(fā)利用的逐漸深入，海上作業(yè)引入的塑料垃圾在海洋微塑料來源中也占據(jù)了相當(dāng)比例。這主要包括海上作業(yè)產(chǎn)生和洋流擴散兩方面。一方面，船只上生活污水的排放、船只的破損以及海上油井平臺作業(yè)過程均可直接產(chǎn)生微塑料，使其成為海岸環(huán)境中微塑料污染的重要來源；另一方面，人工海上作業(yè)引入的塑料垃圾進(jìn)入水體后，也會逐漸降解成微塑料，比陸源輸入大型塑料垃圾轉(zhuǎn)化更為直接。

另外，在洋流、潮汐及風(fēng)力的共同作用下，海洋中的微塑料會發(fā)生遷移，卡朋特等人1972年在遠(yuǎn)離海岸的大西洋表層海水中就曾發(fā)現(xiàn)過微塑料。其中，環(huán)流對微塑料在海洋環(huán)境中的再分配影響最大。研究表明，副熱帶環(huán)流海區(qū)是微塑料的聚集區(qū)，由于環(huán)流的影響，現(xiàn)已形成世界大洋5大渦旋塑料垃圾聚集區(qū)。

3.海岸帶輸入 海岸帶作為陸地與海洋的媒介，是受人類活動影響較大的區(qū)域，其微塑料的含量也相對較高。例如海岸帶附近的拆船廠，沉積物中微塑料豐度達(dá)到81毫克/千克。岸邊海灘的塑料垃圾堆、淺海養(yǎng)殖區(qū)的泡沫浮筒等裝置，分解形成的微塑料在河流、季風(fēng)等作用下，成為海洋生態(tài)系統(tǒng)中微塑料的另一重要來源之一。

二、微塑料的危害

微塑料對海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞是多方面因素共同作用的結(jié)果，根據(jù)已有研究成果，可將危害分為物理危害、化學(xué)危害和生物危害三個方面。

1.物理危害 研究表明，微米尺寸的微塑料易被攝入也易被排出，但較大的微塑料顆粒則可能滯留于某些生物體的消化道內(nèi)造成物理損傷，或阻塞其攝食輔助器官及消化道產(chǎn)生偽飽腹感，造成動物攝食效率降低、營養(yǎng)吸收減少、能量缺乏甚至死亡。微塑料顆粒在不同水層及底質(zhì)的大量存在也影響光的傳播及水中物質(zhì)交換，干擾浮游動植物、底棲動物等生物的正常生長。

2.化學(xué)危害

(1)微塑料自身毒性。塑料產(chǎn)品在制造過程中會添加一些持久性有毒污染物，如增塑劑等。這些添加劑自身具有毒性或潛在的生物蓄積性，可隨攝食、呼吸等生物過程被吸收積累，進(jìn)入海洋生物鏈，部分作為食物進(jìn)入人體，產(chǎn)生生物化學(xué)毒性效應(yīng)。另一方面，納米尺寸的微塑料進(jìn)入生物體內(nèi)后，可以穿過細(xì)胞膜進(jìn)入周邊組織，并通過循環(huán)系統(tǒng)在生物體內(nèi)擴散，產(chǎn)生細(xì)胞和分子層面上的毒性效應(yīng)。塑料產(chǎn)品成分復(fù)雜，不同的組成成分，毒性也不盡相同。有實驗指出，采集海洋中風(fēng)化降解的塑料產(chǎn)品制備瀝出液，濃度為38%的塑料瀝出液即可引起橈足類動物產(chǎn)生急性中毒癥狀。

(2)微塑料作為毒性物質(zhì)載體。微塑料對海洋生態(tài)系統(tǒng)的化學(xué)危害主要體現(xiàn)在作為毒性物質(zhì)載體，吸附持久性有機污染物(POPS)及重金屬等帶來復(fù)合化學(xué)污染方面。POPS及重金屬等污染物由于毒性高、存續(xù)時間長、生物富集性等特點一直都是生態(tài)學(xué)研究的熱點，微塑料表面富集的污染物常見的有多氯聯(lián)苯(PCBs)、二氯聯(lián)苯二氯乙烯(DDE)、二氯二苯三氯乙烷(DDT)、氯丹、汞、鉛、鋅等。這些物質(zhì)大多是疏水性物質(zhì)，主要擴散在表層海水和沉積物中，不易聚集，而微塑料的存在可使上述毒性物質(zhì)相對富集，形成毒性物質(zhì)團，被生物體攝食后，這些污染物可在海洋生物鏈中逐級放大，最終影響人體健康。

3.生物危害 微塑料的生物危害主要體現(xiàn)在其作為生物載體上。微塑料由于具有較大的比表面積，是浮游動植物及微生物等的良好棲息、繁殖場所，其表面極易被生物膜覆蓋。這些附著的微生物或蟲卵等會隨著微塑料一起遷移到其他海域，當(dāng)遷移到條件適宜水域形成優(yōu)勢種時，就會對當(dāng)?shù)氐纳锓N群產(chǎn)生威脅，造成生物入侵；當(dāng)水生動物疫病暴發(fā)時，一部分有害微生物(例如病原菌、病毒等)也會通過這種途徑擴散到非疫區(qū)，對疫區(qū)的隔離造成困難，擴大水生動物疫病傳播范圍。

三、漁業(yè)生產(chǎn)中微塑料的產(chǎn)生及防控措施

對整個海洋生態(tài)系統(tǒng)來說，漁業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的微塑料占比較少。但在養(yǎng)殖密集區(qū)，養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的微塑料卻占比很大，且這部分海區(qū)相比其他自然海區(qū)的微塑料能更加直接地影響人類的生活甚至身體健康?，F(xiàn)基于微塑料的研究及筆者所掌握的部分水產(chǎn)養(yǎng)殖現(xiàn)狀，提出切實有效的降低漁業(yè)生產(chǎn)過程微塑料產(chǎn)生的防控措施。

1.合理拓展養(yǎng)殖空間 河口地區(qū)由于有機質(zhì)含量豐富，浮游動植物等餌料生物繁衍旺盛，人工養(yǎng)殖生物生長速度快，一直是某些廣鹽性養(yǎng)殖品種的首選養(yǎng)殖區(qū)。但是，河口地區(qū)受人類活動影響大，微塑料豐度明顯高于其他海區(qū)，這誘發(fā)了養(yǎng)殖產(chǎn)量與養(yǎng)殖質(zhì)量之間的矛盾。雖然目前微塑料本身對人體健康的威脅尚無定論，但微塑料作為載體，富集的POPS、有害微生物、重金屬等會隨食物鏈進(jìn)入人體，進(jìn)而影響人體健康。深遠(yuǎn)海海域水交換率高，受陸源污染影響小，合理向深遠(yuǎn)海拓展養(yǎng)殖空間能有效減少微塑料等污染物在養(yǎng)殖生物體內(nèi)的富集，產(chǎn)出綠色健康的水產(chǎn)品，為人類提供更多更優(yōu)質(zhì)的海源營養(yǎng)。

2.探索開發(fā)養(yǎng)殖新品 深海養(yǎng)殖固然能有效減少微塑料等污染物對養(yǎng)殖水產(chǎn)品的影響，但其對養(yǎng)殖品種要求較高，探索養(yǎng)殖新品是開拓養(yǎng)殖場址的先決條件。深海養(yǎng)殖水產(chǎn)品種應(yīng)具備體形大、生長快、餌料來源廣泛、市場需求大等特點。與近海養(yǎng)殖相比，深遠(yuǎn)海海水養(yǎng)殖在水文水質(zhì)條件、適應(yīng)生物和氣候等方面具有特殊性。雖然我國海洋生物種類眾多，但適宜深海養(yǎng)殖的種類較少，且在之前的養(yǎng)殖過程中，沒有對現(xiàn)有品種進(jìn)行選育或篩選，出現(xiàn)養(yǎng)殖效果不佳、存活率低的情況。因此，開發(fā)適宜深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖的漁業(yè)新品種是擴展養(yǎng)殖海域必須首先要解決的問題。我國海域遼闊，各地生境相差很大，在進(jìn)行養(yǎng)殖品種的選擇及苗種培育過程中要因地制宜，注重苗種品質(zhì)，為養(yǎng)殖場址拓展及養(yǎng)殖模式的更新奠定基礎(chǔ)。

3.升級換代養(yǎng)殖設(shè)備 因泡沫塑料等化學(xué)發(fā)泡物質(zhì)價格低廉，在目前國內(nèi)的漁業(yè)生產(chǎn)中被大量用作浮體材料。一方面，這些傳統(tǒng)材料對抗風(fēng)浪的能力低，臺風(fēng)等惡劣天氣往往對其造成毀滅性打擊，造成巨大的經(jīng)濟損失；另一方面，因其重量輕、多孔、壽命短，回收價值低等特性，使泡沫塑料成為產(chǎn)生微塑料的主要來源。國際上，并未出現(xiàn)革命性、與現(xiàn)有技術(shù)有本質(zhì)不同的新型環(huán)保塑料浮球。國際通用的做法為：通過用無毒、耐久的塑料外殼(如PE材質(zhì))將內(nèi)膽中的泡沫塑料完全覆蓋，并在表面涂刷防風(fēng)化涂層，最大化減少泡沫塑料暴露在水中的可能性，以預(yù)防海洋被泡沫塑料污染。此外，也有日本廠家將塑料浮體內(nèi)膽替換為玻璃等材料，杜絕漁業(yè)中泡沫塑料的使用。國內(nèi)的漁業(yè)生產(chǎn)可參考國外案例，將耐久度低的泡沫塑料更換為橡膠浮體或加裝耐久塑料保護(hù)罩，以降低漁業(yè)生產(chǎn)中微塑料的產(chǎn)生。

4.科學(xué)調(diào)整養(yǎng)殖模式 目前，近海增養(yǎng)殖最常見養(yǎng)殖模式是浮筏式養(yǎng)殖和小網(wǎng)箱養(yǎng)殖，因二者構(gòu)建成本低、操作簡單，通常在適宜海區(qū)成片養(yǎng)殖，養(yǎng)殖密度極大，但這兩種模式均大量使用塑料制品作為圍網(wǎng)或浮力材料，不可避免地為海洋生態(tài)系統(tǒng)引入微塑料，給海洋生態(tài)帶來威脅。海洋牧場及深水大網(wǎng)箱等生產(chǎn)模式抗風(fēng)險能力強、對塑料產(chǎn)品的依賴性相對較低，對海洋生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)及重塑都有很好的效果。且此類生產(chǎn)模式還可與休閑漁業(yè)相結(jié)合，從供給側(cè)角度提升水產(chǎn)品質(zhì)量。因此，將養(yǎng)殖模式調(diào)整到海洋牧場及深水大網(wǎng)箱這一類生態(tài)友好型模式不但能有效減少漁業(yè)生產(chǎn)中微塑料的產(chǎn)生，對漁業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級也有明顯的促進(jìn)作用。