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海鳥食安大危機:不死的塑膠垃圾

「每一片塑膠都是史前生物的鬼魂,回來尋找牠的同類。」
--改自蘇打綠《各站停靠》

編譯/Gilver

這張千萬人驚呆(?)、震驚世界的照片中不是一隻機械海鳥,而是攝影師克里斯.喬登(Chris Jordan)在中途島(Midway Atoll)所拍攝的信天翁。屍體正在腐壞的牠腹中滿是消化不了的塑膠垃圾,你甚至可以看見完整的打火機躺在裡頭。

海洋的塑膠垃圾已經成為當代最嚴重的環保議題之一,足以與氣候變遷、海洋酸化和生物多樣性流失相提並論,而且仍在持續惡化。而在今年,海洋生態學家克里斯.威爾考克斯(Chris Wilcox)所發表的的全球規模研究預估:到了2050年,他們所研究的海鳥種類將有 99.8% 的個體都會誤食塑膠。

沒看見,不代表就不存在

「眼不見為淨」,似乎能夠貼切的形容人類看待塑膠垃圾的態度。千萬年前死去的史前海洋生物,在地底持續高熱加壓,最後形成了以碳氫化合物為主的石油。而在人類史進入工業時代後,人們將石油從地層中抽出,加工煉成、製造出塑膠。製程便宜、性質多變、輕巧又便利的塑膠,無疑大大改善了人類的生活;只要你還在都市裡,所見之處必然有塑膠製品。

然而,這些塑膠被人視作廢棄物之後,都跑到哪裡去了呢?

答案是:它們難以分解,仍頑強的在這個世界的各個角落不肯離去。現在,人們每年製造將近三億噸塑膠,廢棄之後大多會在陸地上的掩埋場或垃圾坑中封印長眠,只有1%會進入海洋。然而早在40年前,美國國家科學院就有研究指出仍有將近千分之一的塑膠會被河流、洪水或暴風雨沖走,或者直接被海上船隻傾倒、進入海中。而且,自1950年代以來,全球的塑膠垃圾每11年就增加一倍;即使最後只有1%最後會進入海洋,但以現今的垃圾生產速度來看,每年還是有三十萬噸的塑膠垃圾進入海中。

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現代的小美人魚,實在是沒有要愛上人類的理由了。漫畫圖片作者:Dave Coverly

海上塑膠垃圾都去哪裡了?

那麼,這些流進海中的塑膠垃圾都去哪裡了呢?這些垃圾有的漂流到北極,變成流冰的一部份;有的沖刷到岸邊,日久成了海邊的「塑膠石」。不過,大多數的垃圾仍漂浮在海上,在廣闊海洋中心的巨大渦流中反覆輪迴,就好像一座垃圾之島。這樣的巨大渦流,在全世界主要有五區。

五環流(5 Gyres)北半球投影示意圖。Source: wikipedia

世界五大渦流的北半球投影示意圖。Source: Avsa

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巨大的太平洋垃圾帶(Pacfic garbage patch)示意圖。圖片來源:NOAA

為了得知有多少廢棄物在五大海洋渦流中漂浮,全球海洋研究計畫「馬德里遠征隊」(Malaspina expedition)派出四艘輪船在2010、2011年前往五大渦流區域,以細目網持續捕撈垃圾數個月。結果發現,五大渦流區域表面每平立方公里就有將近60萬個廢棄物碎片,相當於一座小巨蛋就遍布一萬八千片垃圾。然而意外的是,根據先前製造垃圾的速率,研究團隊原本預期會撈起千萬噸垃圾,但實際撈起的重量最多也只有四萬噸。計畫領導人卡洛斯.杜阿爾提(Carlos Duarte)對此表示:「我們無法解釋99%海中的塑膠。」(相較之下暗物質大約占宇宙96%,不可解釋的海中塑膠卻有99%啊!)

既然海中有99%的塑膠垃圾無法解釋,那它們都去哪裡了?答案令人遺憾,其中一個可能就是被海洋動物吃掉了。塑膠垃圾可能早已進入全球海洋食物網,而在全世界海域漁獵的人類,無疑也是食物網的一份子,而且還站在高階消費者的位置,吃著各式各樣的海鮮。

Photo by Chester Siu

Photo by Chester Siu

塑膠垃圾的壞,海鳥最知道

只要在海上漂流,塑膠就會變成更小的碎塊。當垃圾在開闊的海面上漂流時,波浪的拍打和來自太陽的輻射都能將它們分解成更小的碎塊、越變越小--有許多人以「塑膠濃湯」形容這個現象,因為這些塑膠就像是熱湯裡的馬鈴薯塊越煮越小,最後變得無所不在。直到這些碎屑小到約直徑5mm以下、開始變得像是食物,就可能會被海洋生物吃下,比如像是燈籠魚(lanternfish)這類廣布世界、且已有食入塑膠紀錄的小型魚。

這些塑膠垃圾危害海鳥及其他海洋生物的原因,主要有三:(1)被網目纏住或塑膠環、塑膠袋套牢,導致活動或發育上的障礙。(2)吞下體積較大的塑膠後無法順利通過的消化道,堆積在胃中佔去相當的空間,讓動物無法攝取到足夠的營養。(3)有的塑膠會吸收並濃縮環境汙染物,隨著攝食進入動物體內、在消化道內釋放出來,例如殺蟲劑成分DDT、類戴奧辛物質多氯聯苯等,這兩種物質不但不易在自然下分解,也容易在脂肪組織中累積、具有致癌性。

海鳥是近年受害生物中誤食垃圾研究較為透徹的動物,因此成為海洋生態學家關注的重點對象之一。今年8月,克里斯.威爾考克斯(Chris Wilcox)等人在《Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊上發表的研究警告塑膠汙染對海鳥的威脅越來越強,且已蔓延成全球性的問題。研究團隊根據過往累積的資料,包括80種以上的海鳥誤食塑膠紀錄、活動海域、漂浮塑膠的已知濃度、塑膠生產成長速率······等一同進行空間風險分析(spatial risk analysis),預測今日已有90%的海鳥個體已經吃下塑膠,而且受難鳥的數字還在上升。

而且,在他們2015年最新的研究成果中,全世界海鳥影響風險最高的海域位在塔斯曼海(Tasman sea,澳大利亞和紐西蘭之間)的南方,但這裡在過往卻是人類活動壓力和塑膠垃圾濃度都較小的區域,顯示海鳥不一定要靠近五大渦流獵食,就可能會誤食塑膠垃圾;此外,這篇研究也指出186種、42屬的海鳥都將加入這場致命的爛局,包括信天翁(albatrosses)、海鷗(gull)、海燕(petrel)和企鵝(penguin)。如果狀況持續惡化下去,他們所關注的物種到了2050年就會有將近99.8%的個體都將食入塑膠。

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在死去的暴雪鸌(fulmar)體內找到的塑膠碎片。Source: wiki

而蒙受塑膠之害的生物當然不只海鳥。除了五分之一種類的海鳥,幾乎所有的海龜種類、近乎半數種類的海洋哺乳類也是受害者,其中更涵蓋了將近15%是國際自然保護聯盟(IUCN)紅名單的瀕危物種,像是夏威夷僧海豹(Monachus schauinslandi)、蠵龜(Caretta caretta)等。除了這些體型較大的動物,許多微小生物也會涉入塑膠,在循環到鮪魚、旗魚等大型魚類,甚至是鯨魚身體中,且量在生物累積的作用下還會越來越多。事實上,2012年就有研究顯示超過600種生物受到海洋塑膠垃圾的影響,從微生物到大鯨魚都有,多半是因為攝食,但偶爾也有因為被大型殘骸纏身,比如說老舊的魚網。

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瀕危的夏威夷僧海豹。Photo by MarkSullivan

「我們幾乎不可能去計算動物們吃下多少量的塑膠。」海洋教育協會(Sea Education Association)的卡拉.羅博士(Kara Law)說,「我們還需要有更好的估計方法,來得知每年多少塑膠進入海洋。」

塑膠垃圾的結局

流入海洋的塑膠垃圾除了被海洋生物吃掉之外,還有其他幾種可能的歸宿。它們可能被沖上岸,被分解成小到偵測不到的碎塊;它們可能被微小的生物黏上,微生物持續增生、使其變重,繼而沉入海面之下。羅博士認為,「這些找不到的海中塑膠最好的結局就是沉到海床去。不過,其他更糟的結局其實有點難設想,因為我們真的清楚這些塑膠會怎樣。」

毫無疑問的,海洋塑膠已經成為跨域議題,而且即使是現在看似沒有塑膠殘骸的地方,在未來可能也將隨著塑膠碎片濃度上升而成為威脅。威爾考克斯的海鳥研究方法雖然可能過於簡化,但其可貴之處在於它橋接了各資料之間的隔閡,而不再只是研究各個獨立區域或物種資料,並且描繪出了地理熱點,提供未來海洋塑膠問題的分析參考。

近年來的材料科學領域中,也有許多生物可分解的新型塑膠,以及新的材料陸續問世。雖然全世界的塑膠垃圾問題短時間內看來是無法解決,但我們仍能透過選擇對環境較為友善的生活方式,減少對塑膠的依賴。期許在未來,這些不死塑膠的問題能夠就此改善,而我們也能夠找到更好的材質取代塑膠,不危害其他生命、繼續在地球上生存著。

關於海洋塑膠對生物的影響,也可參考下面MinuteEarth的 Youtube 影片喔:

 

參考資料

  1. 《Nearly every seabird may be eating plastic by 2050》by Sid Perkins.
  2. 《Impacts of Marine Debris on Biodiversity: Current Status and Potential Solutions》. CBD Technical Series No. 67
  3. Wilcox, Chris, Erik Van Sebille, and Britta Denise Hardesty. “Threat of plastic pollution to seabirds is global, pervasive, and increasing." Proceedings of the National Academy of Sciences (2015): 201502108.
  4. 《Ninety-nine percent of the ocean’s plastic is missing》By Angus Chen

 

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關於作者

畢業於人人唱衰的生科系,但堅信生命會自己找出路,走過的路都是養份,重要的是過程。目前在生態演化研究所並且不務正業,以G編的行動代號擔任 PanSci 實習編輯。