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塑料所到之处,珊瑚“哀鸿遍野”

撰文 | 祝叶华(清华大学环境科学与工程博士)
责编 | 李    娟
几千年来人类一直存在于地球上,近100年左右,塑料进入人类生活。塑料袋、保鲜膜、牙膏、杯子等塑料制品在生活中随处可见,这种聚合物的诞生给人类生活带来了极大的便利。不过,随之而来的垃圾也悄无声息的堆积汇聚起来。据美国环境保护署统计,全世界每年使用的塑料袋多达1万亿个,而回收的塑料袋还不到5%,每隔11年,塑料的生产量就会翻倍[1]。
 
塑料垃圾一部分被填埋,另外一部分则是进入海洋。据估算,每年进入海洋的塑料垃圾有数百万吨,没有人准确知道这些塑料垃圾的确切位置,所以目前全球海域塑料污染的位置和形式仍是个迷。
 
但科学家在进行深海探测时,总是会在意想不到的角落发现塑料污染的踪迹,它们有时会抢先一步到达人类无法抵达的海域。例如,潜水探测器进行深海探测时,在太平洋最深的部分——马里亚纳海沟的斜坡上发现了塑料袋,这一海域探险家尚未抵达,塑料已经抢先宣示主权。遥远深邃的角落中,塑料的存在超乎人类想象。
 
塑料制品已经被证明是微生物的理想寄居场所。塑料污染对海洋生态系统的危害越来越受到人们的重视,它们对觅食的海洋动物构成了极大的威胁,其中包括许多鸟类、海龟、鱼类、海洋哺乳动物和无脊椎动物。在最新的一项研究中,科学家们发现,继海洋变暖后,塑料已成为危及珊瑚礁生存的最大威胁之一。科学家指出,塑料对珊瑚的危害不容小觑:他们估算出,整个亚太地区的珊瑚礁中,约有111亿个塑料物品存在,有1/3的珊瑚礁被塑料垃圾所覆盖。在接下来的7年里,这个数字可能会增加40%。当珊瑚与塑料接触之后,其患病风险从4%上升至89%,即在与塑料接触的过程中,珊瑚受到疾病侵袭的可能性要高出20倍[2]。
珊瑚礁面临的新威胁
 
海洋塑料污染是全球性问题,作为塑料污染中不可忽视的一员,微塑料对海洋生物的健康产生负面影响的报道也逐年增多。微塑料是一种直径小于5毫米的微型塑料,40多年前开始在海洋中积累,是目前海洋生态系统中普遍存在的污染物,特别是在近海的珊瑚礁生态系统中,微塑料是最常见的存在。
 
2018年1月发表在《科学》(Science)上的一项研究进一步揭示,作为微生物快速滋生的“温床”,海洋塑料垃圾的增多会大大增加珊瑚患病的风险。他们研究了澳大利亚、印度尼西亚、泰国等地区的159个珊瑚礁,排查了12.5万个珊瑚的组织损伤和病灶,得出的结果出人意料:当珊瑚与塑料接触之后,其患病风险从4%增加至89%,即在与塑料接触的过程中,珊瑚受到疾病侵袭的可能性要高出20倍。研究人员据此估计,在全球海域中极具破坏力性的珊瑚“白色综合症”或许与此有某种关联[2]。
 
塑料如何让珊瑚“生病”?科学家有了初步的推断:
 
塑料进入海洋后,细菌会搭乘便车,随塑料一起进入珊瑚生态系统。塑料的侵入,破坏了珊瑚的表面系统,经过一番开凿钻洞后,塑料将细菌带入珊瑚体内,细菌的长驱直入,让塑料患病,而细菌数量的不断增加,也加重了珊瑚的病情。为了抵御外敌入侵,珊瑚在试图自我修复之时,就会将宝贵的能量弹药消耗在免疫反应而非自身生长发育上,最终耗尽心血而死。
 
另一方面,珊瑚有时会被塑料薄膜覆盖,阳光和空气被阻断,这给细菌的生长提供了更为便利的条件。珊瑚通过在其组织中生存的共生藻类从光合作用中获得能量,共生藻离开或死亡,珊瑚就会变白,最终会因为失去营养供应而死。所以,能否接受充足的阳光直接关系到珊瑚的存亡。更加值得一提的是,在某种特殊类型的珊瑚中,如鹿角和拥有其他复杂枝条的珊瑚,它们的“角和裂缝”是珊瑚礁生态系统多样性的保障,但与塑料接触后,这些关键部分可能会被塑料缠裹起来,威胁珊瑚礁生态系统多样性。所以说,塑料碎片通过光的剥夺、毒素释放和缺氧的方式突击珊瑚,给病原体一个入侵的立足点。
 
“研究表明,塑料污染正在杀死珊瑚”,该研究的通信作者、康奈尔大学C. Drew Harvell教授说。“我们的目标是减少对死亡的测量,更多地关注于寻找解决方案。虽然我们不能阻止全球变暖对珊瑚健康的巨大影响,但这项新工作应该推动减少塑料污染的政策的制定,在一定程度上保护珊瑚免收塑料的侵害。”
 
文章中也指出,不同地区或海域的塑料覆盖程度大不相同。例如,在澳大利亚,每100平方米有0.4件塑料产品,而在印度尼西亚,每100平方米则有25.6件塑料产品。所以,科学家建议,各地应针当地海域受污染的程度,有针对性的制定应对策略。
 
喜食塑料,珊瑚走上不归路
 
科学家们早就知道,漂浮的塑料碎片外形可能看起来像猎物,所以海洋动物容易误食塑料垃圾。近期,杜克大学一项关于珊瑚摄入塑料的研究表明,塑料对海洋生物的潜在有害行为可能还有另外一个原因:气味诱惑。
 
以海鸟为例,它们主要依赖嗅觉来寻找食物。“二甲基硫醚”(DMS)是这些靠味觉觅食鸟类的美食信号。一般而言,在海洋浮游植物作用下,二甲基硫醚构成了海洋的特殊气味,多数以磷虾等小型浮游甲壳动物为食的鸟类,凭借DMS的气味就可以觅到美食。不过海洋“纳入”塑料垃圾后,因浮游植物会附着在塑料表面,所以它们同样可以散发出DMS的气味。在“乱花渐欲迷人眼”的味道辨别中,许多海鸟就陷入了塑料垃圾的气味陷阱,误将塑料垃圾当食物,进而断送性命[4]。
 
 
有视觉器官的动物尚且会被味道迷惑,那没有眼睛只能靠嗅觉和触觉来辨别食物的珊瑚,被塑料的美味吸引就更加不足为奇了。在近几年的研究中,科学家发现,珊瑚的食物清单中又多了塑料这一食物。
 
2015年,澳大利亚研究人员在研究大堡礁的珊瑚礁时,发现少量的聚苯乙烯和聚乙烯等微塑料存在于珊瑚的消化组织中,这里的珊瑚居然以塑料为食,不禁让人担心微塑料的存在可能会阻碍珊瑚消化正常食物的能力[3]。
 
2017年11月,北卡罗来纳和杜克大学的研究人员在Marine Pollution Bulletin上发表研究结果称,工厂生产出的塑料可能含有数百种化学添加剂,这些化学添加剂中的一种或者多种可能会增加珊瑚的食欲,起到喂食兴奋剂的作用。参与主持这一项目的杜克大学海洋机器人和遥感中心的地理信息系统分析师Alexander C. Seymour说:“这些化学物质中的任何一种都可以作为一种兴奋剂,使塑料对珊瑚有吸引力。”[5]
 
塑料在很大程度上无法消化,会导致肠道堵塞,产生一种虚假的饱腹感,减少食用它的动物的能量储备。在这项研究中,约8%的珊瑚虫体内的塑料在24小时后仍然被困在肠道内。这对于珊瑚来说是潜在的威胁,因为虚假的饱腹感,可能会诱骗珊瑚生生的饿死自己。研究人员需要依靠进一步的实验来确定这些让塑料闻起来有进食冲动的兴奋剂,并确定同样的化学物质是否能起到给其它海洋物种喂食兴奋剂的作用。最终,他们想筛选出这些添加剂,在后续的塑料生产过程中规避它们,力图让塑料难闻一些,这样对珊瑚的伤害也许就会小一些。
 
水温的季节性变化和人类活动造成的全球变暖,让珊瑚礁很容易受到海水的漂白影响。漂白的珊瑚患病风险急剧上升,除此之外,海洋酸化、过渡捕捞以及其它有机物的污染(如水体中的防晒霜),都会让珊瑚失去其赖以生存的共生海藻,食物供给链被切断,珊瑚的生存会面临着极大的威胁。而塑料垃圾的存在,会让事情变得更糟[6]。
 
减少塑料污染并不足以一举拯救珊瑚,但可以帮助缓解珊瑚面临的威胁,尤其在塑料污染比较严重的海域,或许可以成为拯救珊瑚的重要手段。
 
参考文献:
[1]https://newatlas.com/plastic-ocean-cleanup/50277/.
[2] Joleah B. Lamb, Bette L. Willis, Evan A. Fiorenza,et al. Plastic waste associated with disease on coral reefs[J]. Science, 2018,359(6374): 460-462.
[3] N. M. Hall, K. L. E. Berry, L. Rintoul,M. O. Hoogenboom. Microplastic ingestion by scleractinian corals. Marine Biology, 2015; 162 (3): 725 DOI: 10.1007/s00227-015-2619-7.
[4] Sea birds eta plastic waste due to delicious smell. http://www.newsweek.com/sea-birds-eat-plastic-waste-pcean-algae-smell-519554.
[5] Austin S. Allen, Alexander C. Seymour,Daniel Rittschof. Chemoreception drives plastic consumption in a hard coral.Marine Pollution Bulletin, 2017; 124 (1): 198 DOI:10.1016/j.marpolbul.2017.07.030.
[6] https://www.npr.org/sections/thetwo-way/2018/01/25/580227045/plastic-pollution-is-killing-coral-reefs-4-year-study-finds.
 
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