[光明日报]海洋里的微塑料,都去哪儿了?

作者: 侯宏伟来源:光明日报观海听涛发布时间:2023-11-08 字号:

“江南可采莲,莲叶何田田。鱼戏莲叶间。鱼戏莲叶东,鱼戏莲叶西,鱼戏莲叶南,鱼戏莲叶北。”在《江南》一诗中,鱼儿在莲叶间自由嬉戏,多么欢快,多么愉悦!可是你知道吗?有时候,鱼儿也会不开心。

专门研究海洋环境与生态的中国海洋大学教授李锋民和他的团队偶然间发现,实验室里用于开展科学研究的鱼出现了异常,有些鱼面对鱼缸的玻璃一动不动,就像是在“面壁思过”;有些鱼虽然在游,但是懒洋洋的;有些鱼会游得特别快,像是在做百米冲刺;还有些鱼总是向别的鱼“找茬”,挑起争端……

这些鱼到底怎么了?它们为什么看上去心情不好?

微塑料惹的祸

“这些鱼的肚子里积攒了太多的微塑料,消化不良,肚子不舒服,时间一长,它们就抑郁了。”李锋民团队通过科学研究,得出这样的结论。

生活中的塑料随处可见。你有没有想过,这些塑料被用过之后,都去哪儿了?有人在海龟的肚子里发现大块的塑料,有人在海鸟的肠道里发现了塑料,还有志愿者专门解救被塑料紧紧缠住的鲸鱼。这些都是塑料给海洋生物造成的危害。很多塑料在大海中经过太阳的照射、海浪的拍打,会破碎、老化,越来越小,科学家给小到一定程度的塑料,也就是从两个维度上来看都小于5毫米的塑料,起名叫“微塑料”。

“我们意识到,微塑料在海洋中广泛分布,可能会对生物产生特殊的作用,影响海洋生态的健康。”从2011年开始,李锋民团队持续开展关于海洋中微塑料污染的研究。

李锋民与学生在实验室讨论科研问题(李华昌 摄)

数一数有多少颗

海里的微塑料从哪儿来?它们是怎么分布的?哪里有哪里没有?哪里多哪里少?是漂在表面还是悬在中间或沉入海底?海洋动物吃了它们会生病吗……保持对新鲜事物的好奇,多问几个“为什么”,是做科研的基本素养。为了回答这些“为什么”,李锋民团队采用诸多方法,开展相关的研究。

就拿测定微塑料的分布来说,需要采集各种海洋环境的样本进行检测,然后通过一些数学方法进行表征。比如测定海水浴场沙滩上的微塑料,需要先随机选取一个范围,挖出那里的沙子,完整地收集其中的微塑料,在显微镜下观察,用特殊的仪器测量,找到一个个问题的答案:这些微塑料有什么特点?是长的还是圆的?是颗粒状的还是纤维状的?什么颜色?有哪些材质?属于哪一种微塑料……以此来推算这一片海域表面微塑料的特性。

“通过科学分析,我们发现,沙滩上有些微塑料来自人们穿的泳衣。大家喜欢穿着泳衣在沙滩上晒日光浴,做体育运动,此时,泳衣上的一些塑料会被磨下来,掉到沙子里。”李锋民团队的这一研究成果是不是让你大吃一惊?

鱼为什么会抑郁

鱼吃了微塑料,会怎样?一开始,我们并没有注意到鱼也会有情绪。有一天,我的学生发现,

他研究的几条鱼游泳的距离突然短了很多。”科研团队立刻跟踪拍摄这些鱼的活动,每天计算它们的活动轨迹,发现它们真的是心情不佳,表现出来就是要么静止不动,要么狂躁不安。

为了研究鱼的情绪与微塑料的关系,科研团队提取鱼身体各处的微塑料,并通过一系列的实验、检测,发现鱼的肠道中微塑料最多,所以它很不舒服,身体就会分泌一些激素,导致情绪不好,出现抑郁的症状。

“看着鱼这么不开心,我们很想做点什么,来帮助减少海洋中的微塑料,让鱼恢复愉悦的心情。”李锋民说。

土耳其海域塑料垃圾泛滥,巨型“流动垃圾堆”触目惊心 CFP供图

甲壳素闪亮登场

寻找微塑料的克星,并不容易。甲壳素是自然界中唯一含有氮元素的多糖,它的存量仅次于纤维素,广泛存在于各类软体动物的骨骼以及真菌和藻类的细胞壁中,在甲壳类动物如虾蟹等外壳中含量尤为丰富。“甲壳素的表面有化学官能团,而且表面积比较大。能不能用这些官能团吸附微塑料呢?”李锋民团队开始寻找解决办法的路径。

“从原理上来看,甲壳素的官能团具备这样的能力。但是我们提取出甲壳素后发现,它吸附微塑料的能力很差。”李锋民回忆说。到底需要对甲壳素做哪些改变,才能让它有吸附微塑料的能力呢?这成了当时研究开展的拦路虎。

在接近一年的时间里,李锋民团队反复测试,改变甲壳素的分子结构,终于在尝试了几十种方法之后,找到了只吸附塑料不吸附其他物质的最佳解决方案——用化学上称作“交联”的方法,把甲壳素做成了像海绵一样的方块形材料(甲壳素/碳质纳米材料复合材料)。海水从这个小“海绵”流过去,微塑料就会被截留,而其他物质都会随着海水流走。而且,这种材料可降解,能重复利用。李锋民团队把这一研究成果写成论文发表后,受到全球同行们的认可,科学家们在做同类研究的时候也都会参考这一成果。

那么,现在我们可以使劲往海洋中抛小“海绵”,让它去吸微塑料吗?并不能。“我们现在正在研究的,是把这个小‘海绵’做成能直接用于监测海水中微塑料的仪器,然后对它逐步优化,让它能在像海湾这样的小范围内处理海水。”李锋民团队依然奋战在科学研究的路上。

像爱生命一样爱海洋

“海洋如此浩瀚,任何有危害的物质一旦进入大海,就可能造成不可控的影响,采用补救措施已为时已晚。减少排入大海才是最根本的。”李锋民解释说,就像核污水排入大海之后,其中所含的放射性元素无法再去除,只能靠它自己逐渐衰变。海洋中的微塑料也是如此,它们在海洋中不断破碎、分解,有些会沉入海底,等着慢慢被微生物分解,这个过程太漫长了。因此,最重要的是要减少陆地向海洋的塑料排放。

从原始文明到农业文明,再到工业文明和现在的生态文明,人类文明的发展进入到新阶段,我们的生产、生活也要生态化,减少浪费,减少不可再生能源的使用,为保护环境做自己力所能及的事情。“保护好约占地球面积71%的海洋的生态环境,对全球生态系统来说很重要。同学们可以怎样做呢?先从不随意丢弃塑料瓶做起吧!今天你往路边随便扔一个矿泉水瓶,或许明天它就会进入大海。”李锋民提出的这份倡议,你能做到吗?

Q&A

1. 海洋里的微塑料会造成哪些危害?

这些小小的塑料在海洋里肆意漂泊,会发生很多意想不到的事情。除了导致海洋动物消化不良甚至死亡,有的微塑料会不停地把海洋中的有机污染物和重金属吸附到自己身上,越滚越大,变成有害的“药丸”。还有的微塑料表面会长很多微生物,这对海洋中一些物质的传递、转移、转化都会产生影响。比如一些微米级的单细胞藻类会粘在微塑料的表面形成“藻球”,或是微塑料粘在大型植物的表面阻隔光线,影响植物的光合作用,阻碍它们生长。

2.微塑料会小到什么程度?

有些微塑料只有1微米,也就是1毫米的千分之一。还有一些微塑料属于纳米级别,也就是微米的千分之一。科学家已经在人类血液中发现了微塑料颗粒。

李锋民,中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室教授,环境科学与工程学院副院长。

新闻来源:2023年10月31日[光明日报]海洋里的微塑料,都去哪儿了?

编辑:黄苗苗

责任编辑:左伟

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