海洋塑料垃圾污染、国内监管与治理及防治建议 | 骆永明等编著《海洋和海岸环境塑料污染与治理》 - 海洋微塑料对生态影响评估

黑泽逢世 · 发表于海洋科普 2024-7-17 18:38:15

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近年来，国际上对海洋环境与海岸微塑料污染及其生态效应、渔业影响和健康风险的关注日益加强。中国被认为是海洋塑料垃圾和微塑料的排放大国。开展我国海洋及海岸环境微塑料污染监管与治理工作重要而迫切。本文在分析塑料垃圾污染的基础上，介绍塑料垃圾和微塑料污染的监管与治理状态，并提出应对策略。

微塑料已成为环境中的一类新型污染物。海洋及海岸环境中的微塑料污染已成为全球性生态环境问题。微塑料在海洋及海岸生态系统中的来源、环境行为、生态与健康风险正受到人们的高度关注。2014 年，首届联合国环境大会提出要特别关注海洋微塑料污染。2016 年召开的第二届联合国环境大会上，微塑料污染被列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题，成为与全球气候变化、臭氧耗竭和海洋酸化等并列的重大全球环境问题。海洋微塑料污染不仅是威胁海洋生物生态系统进而危及食物链安全及人类健康的问题，还涉及跨界跨境污染、产业结构调整和国际治理等问题。

▲海洋环境中塑料尺寸范围及与生物大小的比较

（引自Anderson et al.，2015）

FT-IR：傅里叶红外光谱；Raman：拉曼光谱；SEM：扫描电子显微镜；TEM：透射电子显微镜；AFM：原子力显微镜；AFM-IR ：原子力显微镜- 红外光谱

海洋塑料垃圾污染

微塑料是粒径小于5 mm 的塑料颗粒或碎片，微塑料污染是需要特别关注的海洋和海岸污染问题。微塑料可直接来源于个人护理品，也可以间接来源于较大塑料垃圾的破碎，而后者在自然环境中的发生更加普遍。在海洋环境中大塑料逐渐破碎成小于5 mm 的微塑料，可称为海洋中的“MP5.0”。

海洋塑料垃圾数量巨大，难降解，逐步积累，无所不在，已受到全球的重点关注。有研究表明，自20 世纪50 年代开始大规模生产塑料到2018 年，人类已经生产了83 亿t 塑料，其中的63 亿t 已成为垃圾，仅有9% 的塑料垃圾被回收利用，12% 被焚烧，79% 则进入了垃圾填埋场或自然环境中。因此，倘若不改变塑料生产模式和固体废弃物管理模式，到2050 年人类将会产生120 亿t 塑料垃圾（Geyer et al.，2017）。大量塑料垃圾通过各种途径进入海洋。模拟研究表明，全球192 个沿海国家和地区仅2010 年向海输入的塑料垃圾就有400 ～ 1270 万t。

预计到2025 年，全球海洋中塑料垃圾量将高达2.5 亿t，即每3 t 鱼中，就有1 t塑料（Jambeck et al.，2015）；世界经济论坛预测，到2050 年海洋环境中塑料的重量将超过鱼的重量（黄蓉，2016 ；Inniss et al.，2016）。“第一次全球综合海洋评估”报告指出，海洋垃圾威胁着海洋健康。研究表明有663 个物种受到塑料垃圾的影响，包括海洋哺乳动物物种（SCBDSTAP-GEF，2012）。海鸟、海龟、鲸等大型海洋生物，被海洋中到处分布的塑料垃圾所缠绕，数百种海洋生物被报道摄食了塑料垃圾并导致物理损害，塑料垃圾对海洋生物生存状况的影响触目惊心。2016 年，第71 届联合国大会秘书长报告指出，海洋塑料垃圾是“一个影响到世界各大洋的全球性问题”，从近岸海域到大洋，从表层海水到深层海水和大洋沉积物，从两极到赤道，以及在海冰中，均发现塑料垃圾的存在。

▲ 微塑料从源到汇的输运机制示意图

这些残留在海洋或海岸环境中的塑料垃圾经过长期风化裂解形成小于5 mm或1 mm 甚至纳米级的微塑料。Eriksen 等（2014）估计全球海洋中微塑料碎片（＜ 4.75 mm）高达4.85 万亿个，合计重量达3.54 万t。最近，英国科研人员认为海洋中的微塑料碎片量更高，为15 万亿～ 51 万亿个，合计总量在9.3 万～23.6 万t（van Sebille et al.，2015）。海洋环境中的微塑料一方面通过自身生物摄食作用对浮游动物和底栖生物产生危害。微塑料可被浮游动物、贝类、鱼类、海鸟和哺乳动物等海洋生物摄食，对其生长、发育和繁殖等产生不利影响。研究发现，在欧洲通过食用贝类，每人每年摄入的微塑料可高达11 000 个（Van Cauwenberghe and Janssen，2014）。另一方面，通过表面富集重金属、POP、新型毒害有机污染物等，作为污染物载体给海洋及海岸带生态环境带来危害（Tanaka et al.，2018 ；Velzeboer et al.，2014）。我国海盐中微塑料含量最高可达681 个/kg（Yanget al.，2015），这引起了国内外公众和媒体对微塑料健康影响的高度关注。海洋和海岸带微塑料污染及其生态、健康风险成为近年来一个新的全球性研究热点（Andrady，2011 ；Cole et al.，2011 ；周倩等，2015）。

▲ 微塑料传输及其生物相互作用的潜在途径

国内监管与治理

原国家海洋局的调查显示，2014 年我国37 个海域的海面漂浮垃圾和海滩垃圾中，塑料类占77%，并且86% ～ 91% 来自陆地（国家海洋局，2015）。我国是塑料生产和使用大国，海洋塑料垃圾和微塑料问题在国际上备受关注。国外研究者对全球海上漂浮垃圾的模拟结果显示，我国对北太平洋漂浮垃圾的贡献率为58% ～ 65%（Jambeck et al.，2015）。通过使用沿海国家人口数量及产生废弃物数量估算海洋垃圾入海量，指出全球192 个沿海国家和地区中，中国被认为对全球海洋塑料垃圾的贡献率高达27.7%，被认为是全球陆地进入海洋塑料垃圾的最大源头（Jambeck et al.，2015）。另有报道认为全球海洋塑料负荷的88% ～ 94%来自10 条河流，而我国的长江、海河、黄河和珠江位列其中（Schmidt et al.，2017）。这些国际性报道对我国造成了相当大的国际舆论压力。

▲山东沿海废弃养殖区潮滩中分离挑出的扁丝薄片类微塑料

2007 年起我国组织开展全国海洋垃圾污染监测工作，于2016 年增加了微塑料试点监测。结果显示，我国塑料垃圾数量约占全部垃圾数量的80%，海洋垃圾局部污染问题依然严重，在沿海村镇、渔港、流域下游城市，海洋垃圾问题尤为突出。随着塑料垃圾在海洋环境中的逐渐积累，其对海洋生态环境的影响日益凸显。微塑料在海水、沉积物和贝类体内已普遍存在。

我国目前还没有专门针对海洋垃圾的法案。针对海洋垃圾的污染防治问题，我国已陆续出台和制定了多项法律法规，包括《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国海洋环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《中华人民共和国防治陆源污染物污染损害海洋环境管理条例》《中华人民共和国海洋倾废管理条例》等。此外，我国是较早发布“限塑令”的国家之一，并不断强化生活垃圾分类制度。近年来，国家相继出台了《水污染防治行动计划》《土壤污染防治行动计划》“河长制”等环境保护政策，沿海部分城市也开展了“湾长制”试点工作。上述政策措施对削减陆源塑料污染，控制塑料垃圾入海起到了重要作用。

我国始终积极推动海洋垃圾问题的国际合作和全球治理工作。自20 世纪90年代起，我国陆续缔约或签署了多项国际环境公约，并参加了包括《西北太平洋行动计划》（NOWPAP）、《东亚海域环境管理区域合作计划》（Partnerships in Environmental Management for the Seas of East Asia，PEMSEA）等在内的国际应对海洋垃圾污染防治工作。2005 年以来，我国依托NOWPAP 机制，开展合作研究，取得政府间共识，处理了中日韩海洋垃圾的争议，并不定期组织海滩清扫活动等。

▲ 海洋塑料垃圾

总体而言，在海洋塑料垃圾及微塑料的实际管理和政策层面上，我国还存在以下两大问题：①存在多头管理、权责不明、投入不足等问题。我国海洋塑料垃圾的管理涉及环保、海洋、农业、住建、产业等多个部门，缺少国家层面专门性的政策安排和制度体系，国家部门、地方政府、社会公众的多方合力尚未形成。②塑料污染的监测与影响评估研究不足，未形成有效的应对策略。

现有监测工作已不能满足管理需求及有效应对相关国际事务，具体包括（章海波等，2016 ；王菊英和林新珍，2018）：一是海洋塑料垃圾入海通量不明，现有的监测数据仅支持对海洋塑料垃圾赋存现状的评估，无法估算河流、排污口、海上养殖和捕捞、海上勘探开发活动等输入塑料垃圾的通量，导致在应对负面报道时处于被动局面；二是塑料垃圾主要来源亟待查清，现有监测可通过成分鉴定初步判断塑料垃圾的可能来源，但缺少针对不同塑料制品行业的调查数据，无法深入掌握不同海岸和海上活动产生的海洋垃圾与微塑料的来源，制约了海洋塑料垃圾和微塑料管控措施的制定；三是海洋塑料垃圾迁移路径不清，海洋塑料垃圾涉及跨界污染，现有监测站位主要分布在近岸海域，不足以支撑模拟和分析海洋塑料垃圾的迁移路径与扩散范围。此外，对塑料垃圾污染防治的国际新规则及其对塑料等相关产业的影响评估研究不足，未形成有效的国际应对措施和预案。

海洋塑料垃圾防治建议

为进一步做好我国海洋塑料垃圾防治工作，积极应对国际海洋治理形势的变化，建议（骆永明，2018 ；王菊英和林新珍，2018）：

一是研究建立与国际接轨的海洋塑料垃圾和微塑料监测技术方法，强化海洋塑料垃圾监测工作，修订、完善现行海洋塑料垃圾监测技术规程，建立海洋塑料垃圾重点监控区域，制定海洋塑料垃圾长期监测制度，为我国海洋塑料垃圾及微塑料污染的治理和应对工作提供基础数据与监测方法支撑。

二是深入开展我国近海海洋垃圾和微塑料来源、输移通量及其生态环境影响评估研究，提升对微塑料污染机制、生物生态效应和食物链风险的科学认知；研发海洋垃圾收集、循环安全处置技术与设备，建立海洋垃圾回收资源化方案与示范点；为我国海洋垃圾污染综合防治和参与全球海洋垃圾治理提供科学支撑。

三是编制重点海域海洋垃圾污染防治专项规划，研究提出海洋垃圾污染防治行动计划和管理目标；建立适于我国国情的海滩清洁度评价技术体系，制定海洋垃圾污染防治监督管理办法，落实海洋垃圾管理的部门责任制，形成相关部门共同参与的协调机制，逐步构建我国海洋垃圾综合防治体制与机制。

四是积极推进国际合作，深度参与国际治理；加强对国际海洋塑料垃圾防治发展趋势的跟踪、预判和研究，形成有效的应对策略和措施；在国际上积极展现我国在海洋塑料垃圾监测、预防和治理方面的成果。

五是加大宣传教育力度，提升公众对海洋垃圾与微塑料污染影响的认识；积极联合非政府环保组织，壮大志愿者队伍，广泛开展海滩垃圾和海洋垃圾清理等志愿活动。

本文摘编自《海洋和海岸环境微塑料污染与治理》（骆永明等编著. 北京：科学出版社，2019.6）一书“第8 章海洋和海岸塑料垃圾与微塑料污染的监管及治理”“前言”，有删减，标题为编者所加。

（中国海岸带研究丛书）

“十三五”国家重点出版物出版规划项目

ISBN 978-7-03-061279-3

责任编辑：朱瑾陈倩

本书是在国内介绍海洋和海岸微塑料污染与治理的首部著作。系统介绍了国内外海洋和海岸中微塑料的采集、分离和分析方法，微塑料类型、丰度、分布和来源，微塑料的传输、沉降及分解，微塑料表面附着的污染物和生物，微塑料的生物积累、毒性及风险，以及海洋和海岸环境微塑料监管与防控策略。本书可作为国家及地方海洋和海岸带微塑料污染、塑料垃圾与生态环境保护等管理部门的重要参考资料，也可供海洋、海岸、环境、生物、生态、管理等科学领域的科研与教学人员参考。

【目录】目录第1章绪论 001 1.1 塑料产品生产、使用与塑料垃圾污染 002 1.2 国际海洋和海岸环境微塑料污染与研究进展 003 1.3 中国海洋和海岸环境微塑料污染与研究进展 007 本章小结 009 参考文献 009 第2章海洋和海岸中微塑料的采集、分离与分析方法 013 2.1 海水中微塑料样品的采集与分离方法 015 2.1.1 表层海水中微塑料样品的采集方法 016 2.1.2 不同深度海水中微塑料样品的采集方法 019 2.1.3 海水样品中微塑料样品的分离与收集方法 021 2.2 海洋沉积物和潮滩土壤中微塑料样品的采集与分离方法 024 2.2.1 潮滩土壤中微塑料样品的采集方法 024 2.2.2 海洋沉积物中微塑料样品的采集方法 027 2.2.3 海洋沉积物和潮滩土壤中微塑料样品的分离与收集方法 028 2.3 海岸大气中微塑料样品的采集与分离方法 035 2.3.1 海岸大气中微塑料样品的采集方法 036 2.3.2 海岸大气中微塑料样品的分离与收集方法 037 2.4 海洋生物中微塑料样品的采集、分离与收集方法 038 2.4.1 海洋生物中微塑料样品的采集方法 038 2.4.2 海洋生物中微塑料样品的分离与收集方法 039 2.5 海洋微塑料生物膜样品的采集、测定与鉴定方法 041 2.5.1 海洋微塑料生物膜样品的采集方法 041 2.5.2 海洋微塑料生物膜样品的测定与鉴定方法 042 2.6 环境微塑料样品的实验室分析方法 043 2.6.1 微塑料计量与粒径测量方法 044 2.6.2 微塑料聚合物类型的分析方法 045 2.6.3 微塑料表面形貌的观测与分析 046 2.6.4 微塑料表面附着污染物的分析方法 047 2.6.5 微塑料表面附着生物的分析方法 050 2.6.6 微塑料表面基团的分析方法 051 2.6.7 微塑料密度的分析方法 053 本章小结 054 参考文献 054 第3章海洋微塑料的来源和分布特征 063 3.1 海洋微塑料的来源 064 3.1.1 海洋环境中的“原生”微塑料污染 064 3.1.2 海洋环境中的“次生”微塑料污染 066 3.2 海水中微塑料的分布特征 069 3.2.1 近岸海域微塑料的水平与垂直分布特征 069 3.2.2 大洋及“垃圾带”中微塑料的分布特征 076 3.2.3 海洋环境中微塑料研究的模型应用 079 3.3 海底沉积物中微塑料的分布特征 080 本章小结 082 参考文献 082 第4章海岸环境微塑料的来源和分布特征 089 4.1 潮滩中微塑料的来源 090 4.1.1 潮滩中的“原生”微塑料污染 091 4.1.2 海岸环境中的“次生”微塑料污染 091 4.2 潮滩中微塑料的分布特征 093 4.2.1 旅游海滩中微塑料的分布特征 094 4.2.2 养殖海滩中微塑料的分布特征 098 4.2.3 河口湿地中微塑料的分布特征 099 4.2.4 红树林湿地中微塑料的分布特征 100 4.2.5 天然海湾潮滩中微塑料的分布特征 102 4.2.6 其他类型潮滩中微塑料的分布特征 103 本章小结 106 参考文献 106 第5章海洋微塑料的传输、沉降及分解 111 5.1 海洋微塑料的传输与数值模拟 112 5.1.1 微塑料物理传输机制 113 5.1.2 海洋微塑料的传输模拟和预测 118 5.1.3 总结与展望 121 5.2 海洋微塑料的沉降与沉积 122 5.2.1 海水表面微塑料的沉降与再悬浮 122 5.2.2 海洋微塑料的潮滩沉积特征 124 5.3 海洋微塑料的风化与降解 125 5.3.1 海洋微塑料的物理与化学风化 126 5.3.2 海洋微塑料的光降解 126 5.3.3 海洋塑料及微塑料的生物降解 128 本章小结 130 参考文献 131 第6章海洋和海岸中微塑料表面附着的污染物及生物 137 6.1 微塑料表面附着的污染物 138 6.1.1 化学添加剂 138 6.1.2 持久性有机污染物 139 6.1.3 重金属 144 6.1.4 其他化学污染物 146 6.2 微塑料表面附着的生物 147 6.2.1 微塑料表面的生物膜形成机制 147 6.2.2 微塑料表面的微生物群落结构 152 6.2.3 微塑料表面有害微生物的传播 154 本章小结 155 参考文献 155 第7章海洋和海岸中微塑料的生物积累、毒性及环境风险 163 7.1 海洋环境中微塑料的生物摄食与积累 164 7.1.1 微塑料的生物摄食 164 7.1.2 微塑料的暴露及其在生物体内的分布 165 7.1.3 微塑料在海洋食物链中的传递 180 7.2 微塑料及其携带污染物的生物学效应 183 7.2.1 微塑料对海洋生物的损害 183 7.2.2 微塑料携带污染物的生物学效应 188 7.2.3 微塑料及其携带污染物的联合生物学效应 195 7.3 海洋和海岸环境微塑料污染的环境损害与风险 196 7.3.1 海洋和海岸环境微塑料污染的环境损害 197 7.3.2 海洋和海岸环境微塑料污染的生态与健康风险 197 本章小结 199 参考文献 200 第8章海洋和海岸塑料垃圾与微塑料污染的监管及治理 211 8.1 国际监管与治理 213 8.2 国内监管与治理 214 参考文献 216 结语 219 附录缩写词 223

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