弗拉姆海峡海底是北极和北大西洋塑料微粒的汇集地

时间:2020-04-01 18:56 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

弗拉姆海峡海底是北极和北大西洋塑料微粒的汇集地

在北极的弗拉姆海峡,来自阿尔弗雷德·韦格纳研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心(AWI)的科学家们发现,在整个水柱中都有微塑料,而在海底的浓度特别高。通过基于模型的模拟,他们也发现了这种高污染水平的原因。根据他们的发现,弗拉姆海峡的两股主要洋流从北极和北大西洋向格陵兰岛和斯匹次卑尔根岛之间的区域输送微小的塑料颗粒。当穿过海峡时,许多粒子最终漂移到海底,并在那里积累。专家们在《环境科学与技术》杂志上发表的一项研究中报告了这一现象。

弗拉姆海峡位于格陵兰岛东北海岸和斯瓦尔巴群岛之间,是北冰洋和大西洋之间唯一的深水通道。在深达五千六百米的海中,两股相反的水流,像一条海底公路,彼此擦身而过。在东“通道”中,西斯匹次卑尔根海流从大西洋向北输送温暖的海水,而在另一条通道中,东格陵兰海流从北极向南输送海冰和寒冷的海水。这种不同寻常的环境组合很可能是研究人员在2016年夏天在弗拉姆海峡的北极深海天文台HAUSGARTEN收集水和海底样本时,在沉积物和水柱中检测到大量微塑料颗粒和中间水平的原因。

在深海和边缘冰区有大量的微塑料

AWI的生物学家和第一作者Mine Tekman报告说:“我们在靠近海冰边缘的最北端采样点的水中发现了浓度最高的微塑料颗粒。”在技术上被称为边缘冰区的区域,每立方米的地表水包含超过1200个微塑料颗粒,尽管这对研究人员来说并不奇怪。“从以前的研究中我们知道,每升融化的海水中含有多达12000个微塑料颗粒。当这些冰到达旅程的终点并在弗拉姆海峡北部融化时,它们很可能会将其微塑料载荷释放到海里,这就可以解释为什么它们会在地表水高度集中,”她补充道。

相比之下,弗拉姆海峡底部沉积物的污染水平要高出1.6万倍。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对沉积物样品进行分析后发现,每公斤沉积物中含有多达1.3万个微塑料颗粒。“我们在沉积物中发现的大量微粒和各种塑料证实,微塑料正在弗拉姆海峡海底不断积累。换句话说,这一地区的深海是微小塑料颗粒的汇聚地,”AWI深海专家兼合著者Melanie Bergmann博士说。

来自北方和南方的塑料垃圾流入

这一观点得到了海洋环流模拟的证实,专家们模拟了微塑料颗粒到达弗拉姆海峡的路径。根据颗粒的大小、塑料的种类、下沉速度和水深,一些颗粒在到达海底之前会移动650公里。梅勒妮·伯格曼说:“我们模型的结果证明,微塑料颗粒可以迅速且几乎垂直地沉到底部。”事实上,塑料垃圾会被洋流捕获,漂流很长一段距离。特别是与有机物质如藻类残留的聚集是导致颗粒从表面通过水柱下沉到海底的原因。

就弗拉姆海峡而言,这意味着其底部堆积的塑料颗粒大部分可能来自偏远地区;例如,东格陵兰海流将微塑料从北冰洋输送到东格陵兰斜坡。在收集样品的过程中,研究人员首先发现了乙烯-醋酸乙烯酯,这是一种用于涂料、油漆、纸张、包装和鞋底的塑料。相比之下,西斯匹次卑尔根海流携带着来自斯匹次卑尔根以南水域的颗粒进入弗拉姆海峡。这一发现也反映在各自样品的塑料混合物中。

还应该提到的是,超过一半的塑料颗粒的直径小于25微米,大约是人类头发厚度的一半。梅勒妮·伯格曼说:“这些微小颗粒所占的比例如此之高当然是令人不安的,因为它立即引发了一个问题:海洋生物是如何对这些微小的塑料垃圾做出反应的。”为了回答这个问题,英国同事目前正在调查AWI的北极浮游动物样本中的甲壳类动物是否食用了任何塑料。

就他们而言,AWI专家现在想要探索弗拉姆海峡的微塑料含量如何在一年内改变。为此,他们将使用被称为沉淀物捕捉器的设备,这些设备固定在AWI的北极深海观测站HAUSGARTEN上,一整年都能捕捉到从海面上逐渐下降的各种颗粒和海洋雪。

AWI微生物学家、微塑料分析小组组长贡纳尔·格茨(Gunnar Gerdts)说:“刚刚发布的研究提供了一个重要的快照,通过红外显微镜的分析,我们可以对弗拉姆海峡的塑料污染有一个全面的了解。”专家认为39%的粒子悬浮在水来自聚酰胺,用于生产如纤维纺织品和渔网,而近四分之一的水柱中的所有粒子被确定为合成橡胶(ethylene-propylene-diene橡胶),一种弹性的塑料如用于汽车和机械制造、池塘衬垫,密封屋顶和房子方面,人造草皮的填料。在海底沉积物中,研究小组主要发现了由氯化聚乙烯(CPE)制成的颗粒,CPE用于制造电缆、软管、薄膜和防抱死制动系统(ABS)。

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