酸雨算个啥,塑料雨已开始下……

2020-11-05 06:11莫庄非
科学大众 2020年20期
关键词:塑料颗粒微珠拉尼

□文/莫庄非

海洋中的塑料污染

如果你去游览美国西部的那一片国家公园——约书亚树、大峡谷以及布赖斯峡谷国家公园,深长地吐纳广阔天地间的原始空气,便能感觉这里似乎不曾经受现代工业污染。实际上,看不见的威胁正从空中吹来,顺着雨滴落下:塑料微粒,以及尺寸小于5毫米的难降解塑料小块(来自塑料瓶的碎片和纺织品的微纤维),在被地球大气系统捕获后,沉积于旷野。

近期,研究人员在《科学》杂志上发表文章,报告了一项惊人的研究成果:每年有1 000多吨的微塑料颗粒(相当于1.2亿个塑料瓶)落入美国西部的11个保护区。

美国犹他州立大学环境科学家、研究作者之一詹妮丝·布拉尼说道:“这项研究只是针对西部保护区(仅占美国总面积的6%)展开的。微塑料总量如此之巨,确实令人震惊。”

2030年达4.6亿吨

新研究进一步证实了一个日益严峻的问题:微塑料在世界各地横行,进犯像北极和偏远的法国比利牛斯山脉这些号称纯净栖息地的地方。它们通过废水流入海洋,污染深海生态系统,还有的来到空中,然后随风“旅行”。

现在的美国西部地区,以及通过大气循环与之联动的其他地区,都在看着微塑料以塑料雨的形式落下。

相比因二氧化硫和氮氧化物过量排放所导致的酸雨,塑料雨问题更难解决。

二氧化硫可以通过在电厂中部署洗涤器来控制排放;至于氮氧化物,汽车里的催化式排气净化器是一个缓解问题的不错选择。在过去几十年中,包括美国在内的一些国家减缓了酸雨问题的发生。

但对于微塑料来说,即使是最遥远的无人之所,它也早已在那儿的陆地、江海或空气里“渗透了大量势力”,无处不在,无法滤涤。这些塑料微粒完全超出人类现有的整治能力。我们没法拿着一块专吸塑料的磁铁把在海洋里“遨游”的它们一锅端了,只能眼巴巴看着它们凭借曾经令我们如痴如醉的坚韧、耐用和稳定的特性,汇聚成“勇猛能打”的污染大BOSS。塑料从未真正消失过,只是变成越来越小的碎片,藏到越来越隐秘的地球角落而已。

麦肯锡咨询公司称,到2030年,情况会更糟糕,那时的塑料废料预计会达到4.6亿吨。

几乎全部样本都含微塑料

为量化微塑料问题在美国西部地区的严重程度,研究人员使用收集装置,对11个国家公园及保护区的雨水和空气进行了采样。

每个人都用一个“湿桶”收集雨水,用一个“干桶”收集空气;有一个传感器可以检测降雨来袭,一旦接收到信号,就打开“湿桶”,同时关闭“干桶”;晴天时,“干桶”收集风中夹带的微塑料颗粒,而“湿桶”保持关闭状态。

他们还模拟了带来雨水样本的每场暴风雨的发源地,研究了塑料雨途经的城市规模。

布拉尼等人发现:1年多时间内,收集到的样本中有98%是包含微塑料颗粒的,着实惊人。尺寸方面,雨水中的微粒大于风中的微粒——较轻的颗粒更容易被气流裹挟。空气样本里的微粒有4%是合成聚合物,这些合成聚合物微粒当中,来自聚酯服装等产品的超细纤维占比70%;而在雨水样本中,该数字为66%。

另外,因为研究团队无法使用其设备计数透明或白色的颗粒及纤维,所以,上述结果严格来说属于保守估计。

通过观察暴风雨的路径,布拉尼和同事们绘制出了天气系统传输微塑料的路线。例如,风可能会带着地面附近的颗粒飞一段,然后再将其推落到另一处的地面。

布拉尼说:“雨水能非常有效地擦洗掉大气里的颗粒。因此,原本在空气中的微塑料,可能大多被暴风雨冲走了。”微塑料颗粒甚至可以充当凝结核,吸引水蒸气形成云。

另一方面,干燥的尘埃颗粒似乎能够传播更长的距离。它们的尺寸较小,便于在风中迁移数百甚至数千千米(撒哈拉沙漠中的灰尘很容易被吹过大西洋,落入亚马孙雨林中),而不是被暴风雨所困住(暴风雨发生概率更大,所以按理说,被困住的可能性应该更大才对)。

样本颗粒中有30%是微珠

新研究还带来了另一个糟糕的消息:样本颗粒中有30%是微珠——美国于2015年禁止美容产品添加此类物质。不过,样本中的微珠比平时人们常见的要更小。

研究人员推测这些微珠来自工业涂料。它们很容易被喷射到大气中,然后随风飘向远方。如果这些涂料里的微珠的确是制造塑料雨的元凶之一,那么,美国的涂料行业可能会面临与美容行业相同的微珠难题:禁,还是不禁?

海洋中的塑料污染

当然,就算消除了本国涂料的微珠隐患,邻国的风也可以带着它们前来造访。

更令人不安的是,微塑料最终会分解成纳米塑料。因为实在太小,所以研究人员很难检测到它们。“我们看不到小于4微米的实物,但这并不意味着它们不会顺着我们的呼吸进入体内。”

科学家不清楚吸入微珠对人体健康意味着什么,他们正在展开这方面的探索。不过,应该可以合理假设它是一个健康隐患:塑料会随着时间的流逝渗出其中的化学物质,并且传播某些微生物。

2020年早些时候发表的一项研究发现,生活在富含微塑料环境中的寄居蟹,在生长过程中出现了选择新贝壳困难的情况,这对寄居蟹而言可能是致命的,因为它们可能无处可寄了。

水土危情

在美国国家公园的土壤中,塑料的到来可能会引发连锁反应。

英国思克莱德大学的微塑料研究者史蒂夫·艾伦说:“它们不仅会阻塞小动物的消化道,还会影响到土壤。当然,这些仍然停留于理论,我们正努力建立更清晰的机制。”

布拉尼等人指出:微塑料或许正在改变土壤的某些热力学性能,如吸收和存储热量的方式;它们也可能影响到微生物环境,进而使土壤的养分循环方式发生变化。另外,水在土壤中的流动方式似乎也会被微塑料改变。

布拉尼团队的研究使我们对于微塑料问题怀有深重忧虑。

看起来在不断消解的塑料垃圾,实际上只是分散成小碎片,然后遍布世界各地,不知何时才会真正消失。也许它们会在大气、陆地和海洋间循环许多年。随着各项新研究的进展,我们越来越确信这一难题是真的复杂难解。

有科学家发现,洋流正将微塑料颗粒带入深海生态系统:当洋流变慢时,悬浮颗粒会掉落并沉积在海底。英国曼彻斯特大学的地球科学家伊恩·凯恩解释道:“深海洋流的行为基本上与大气气流相同。它们是一个完整而庞大的循环体系,对于微颗粒的运送,也会因其形状和密度的差异有所不同,如较重微塑料更容易沉底。”

人们常认为微塑料通过废水流入大海后,会长久地停留在那里。新发现推翻了这种认识。史蒂夫·艾伦与同事在一项研究中发现,海洋正不断把微塑料颗粒向外喷出,然后这些微粒飘浮在海风中。

总而言之,塑料在大自然中,并不是静止不动的,其中一些最终会进入地下水循环;另一些因自然风化与侵蚀而分解,其中一部分则重新回到大气,塑料雨就是表现之一。

文章来源:“世界科学”微信公众号

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