進擊的巨大污染!解析海漂垃圾的全球分佈-科學人雜誌
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進擊的巨大污染!解析海漂垃圾的全球分佈

2021/08/25 中央研究院企劃製作
本文節錄自中央研究院「研之有物」科普平臺


近年海洋廢棄物問題相當受關注,中央研究院生物多樣性研究中心鄭明修研究員與環境變遷研究中心辛宜佳副研究員,及臺灣大學漁業科學研究所柯佳吟副教授等共組團隊,使用巨量資料運算分析 25 年來全球七大洋區的海漂垃圾,發現垃圾因風阻效應和海流的影響,從亞熱帶漸漸轉移到熱帶和極區,其中以太平洋區的海洋垃圾積累最嚴重,並且有 50%垃圾仍持續在海上漂流。鄭明修呼籲,應該從源頭管控垃圾,才能減緩對海洋生態與人類經濟活動的衝擊。


從東沙島建立模型,追蹤海漂垃圾

每年全球約有480 萬至 1,270 萬噸漂浮垃圾流入大海,其中有 50 % 可能被風浪打上岸,其他則繼續漂浮,不斷風化、分解、碎成塑膠微粒,被細小的浮游動物吃下去後,在海洋生態系中透過食物鏈傳遞,最後可能就被人類吃下;不少鳥類、鯨、海獅、海豹等生物,屍體內也藏有許多垃圾。

為了了解海洋垃圾從哪裡漂來,鄭明修與研究團隊,選擇在東沙島建立追蹤海洋垃圾的模型。在海洋公園管理處和海巡署的協助下,研究團隊分析東沙島岸上海漂垃圾的組成,鑑定後發現這些垃圾大多來自中國或東南亞國家。


團隊再藉由網路從各國政府或相關單位,收集全球洋流、風向、海水溫度、漁船作業地點等資料,輸入電腦建立模型,進行巨量資料分析。在東沙島,冬天有東北季風、夏天有西南氣流,團隊利用模型來反向追蹤海漂垃圾來源,結果與上述當地實際調查到的資料吻合,表示這套理論模型成立。



全球海漂垃圾動向大追查


東沙島模型建成後,團隊能追蹤海漂垃圾的來處,開始想要利用巨量資料分析進一步了解全球海漂垃圾的走向。團隊把一塊經緯度區域分成 3 格,模擬在全 球各地每區海域格子丟入 10 個垃圾,觀察從 1993 年至 2017 年,它們究竟會被海流和風帶往哪裡。

其中,風阻效應是把海洋垃圾推送到岸上和沿岸的重要因素。海漂垃圾的風阻係 數(Cw)為0 ? 0.1,Cw 越高表示受到風的阻力越大,例如大體積保麗龍,受風面大,很容易被風吹到岸上;Cw 低的可能就漂浮在海面,例如塑膠拖鞋 Cw 為 0,不會沉沒且風也吹不動,除非有大浪才會被捲到岸上。辛宜佳指出,本次也是全球首度加入風阻效應來分析海洋垃圾走向的研究。 依據模型模擬結果,研究團隊找到全球海漂垃圾的分佈熱點,低Cw 的垃圾主要 累積在北緯 30° 和南緯 25° ? 50°;中、高Cw 的海漂物,累積在北緯 10° 和南緯 > 60° 的區域。另外,沿岸垃圾不論Cw 如何,皆集中累積在北緯 10° 與南緯 5°? 15° 間的熱帶區域。

也就是說,海洋垃圾分佈已從亞熱帶轉移到熱帶和高緯度地區,並且將從太平洋東岸轉移到太平洋西岸,臺灣與亞洲區域可能面臨巨大的海洋垃圾危害。另外,例如塑膠垃圾因為比重比海水小,可被運送得非常遙遠,容易被帶往極地,南、北冰洋可能是另一個海洋垃圾堆積熱點。


▲低風阻垃圾與高風阻垃圾的全球分布熱點圖。熱點1~3 表示海漂垃圾影響生態系的不同程度。3 最嚴重,代表海漂垃圾熱點與3 種生態系服務熱點重疊。


呼籲政府從根源處理問題

許多科學家在研究塑膠垃圾與微粒對海洋生物的影響時發現,塑膠含塑化劑,溶入大海會對生物造成危害,同時也是環境荷爾蒙,會讓雄性貝類陰莖縮小、動物出現雌性化等。大量廢棄的漁具、養殖浮具、浮標和漁網更是一個大問題,估計全球海底有 10 萬張以上廢棄漁網,常纏繞在珊瑚礁盤上、纏住許多海洋生物,破壞生態。

鄭明修說:「因為塑化劑不是急性毒、塑膠微粒不會馬上致死,導致許多人對於海洋垃圾無感,都不知道害怕 。」以臺灣來說,洗滌衣服所產生的大量塑膠微粒,會隨污水流入大海,但全臺的污水處理率只有 37%,是一個大問題。 儘管臺灣各縣市政府經常舉辦淨灘或認養海灘活動,不過他認為,海上的垃圾永遠都處理不完,應從根源著手。

各國政府必須訂定相關政策,例如讓塑化產品變貴、禁用或以其他東西取代,才是治本之道。目前非洲有超過六成的國家都實施塑膠袋禁令,關閉塑膠工廠、全國不能進口塑膠袋等。海洋廢棄物不分國界,鄭明修強調:「唯有全球海洋環境好,臺灣海洋才會真的好。」


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