無所不在的海洋微塑膠入侵記
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座落基隆的外木山海灘,平整濕潤的潮間帶上佈滿白色塑膠杯、藍色瓶蓋及不明的紅色塑膠小盒子,他們像被海浪嫌惡地推上了岸,形成一條刺眼的垃圾線。垃圾線一旁,孔燕翔(Alexander Kunz)唰地一聲把一只金屬鋼框掐進沙裡,並把框內沙子鏟進大水桶,再扛回實驗室。他準備揪出桶裡所有尺寸小於5公釐(mm)的微塑膠(microplastics)。
根據全球各地的海洋廢棄物紀錄,塑膠垃圾約佔8成。然而,近年來科學家發現,不僅大型海廢讓人頭痛,細碎到能躲在沙中、隱身在海裡的微塑膠,更是麻煩。也因此,相關研究近幾年快速竄起,在台灣第一個起身調查的,不是台灣人,而是眼前這位髮色棕灰、眼睛碧綠的德國人孔燕翔。
(製圖/黃禹禛)
(製圖/黃禹禛)
在台灣大學地質科學系擔任博士後研究員的孔燕翔已來台6年,因為愛山又愛海,特別喜歡台灣山海如此相近。他原來的專長是地質年代測定,為此他常常考察海灘。但四處採取沙子樣本的同時,沙灘上不搭嘎的塑膠碎片,引起他的注意。他納悶,何以遍地都是小塊塑膠?回家一查,卻找不到任何與微塑膠相關的台灣研究。
在德國,科學家已發現不只海裡有微塑膠的蹤跡,連河水、湖泊都被入侵。因此在原本的實驗室工作之外,他決定自開一項新的研究,要看看台灣沙灘究竟怎麼了。
支持他做這項初探研究的,是台大地質科學系教授陳于高。陳于高說,他隱約知道微塑膠有害生態,儘管污染調查和地質年代測定分屬不同領域,「但科學是自由的,」他還是鼓勵孔燕翔去做。
後來孔燕翔結識了有共同擔憂的夥伴,任職於台北醫學大學全球衛生暨發展學程助理教授華博諾(Bruno Walther),地質學家加上公衛專家,這兩位被台灣「垃圾滿灘」的海岸線嚇慘的德國人,就這樣一塊做起了第一個、也是唯一一個台灣沙灘的微塑膠污染初探,並在去年(2016)刊登於《海洋污染學誌》(Marine Pollution Bulletin)期刊上(註1
海洋大學海洋事務與資源管理所所長黃向文指出,《海洋污染學誌》(Marine Pollution Bulletin)在海洋與水生生物學領域的104種期刊中排名第6,是相當有影響力的期刊。
)。
這份初探研究考察了北台灣4個型態互異的海灘:沙崙、白沙灣、外木山與福隆,從沙灘取出10公分厚的沙樣,再精算微塑膠的總量。
陳于高眼裡,孔燕翔是嚴謹的科學家。他先洗去沙子、挑掉玻璃等非塑膠的物質,再淘汰尺寸較大的塑膠碎片。剩下無法用肉眼分辨、小於5公釐的碎片,需用顯微鏡觀察粒子的紋理,甚至要用上FTIR光譜儀,才能揀選出隱身其中的微塑膠。很多時候,貼在顯微鏡前,在強光之下用極尖的小夾子挑著、分著,一天就這麼過去了。
耐著性子挑了數週的結果是:4片沙灘都已被微塑膠入侵。在體積約是一塊厚椅墊(0.025立方公尺)的沙樣中,白沙灣有20片微塑膠、福隆20片、沙崙41片,而離基隆港最近、有被定期清理的外木山,竟找出1,016片微塑膠。孔燕翔再以顏色、形狀和材質分類,他發現很多碎片已經因為日曬、風化,變成半透明、鵝黃色的小圓球,「這表示它們已待在海灘上很久了」。
根據科學家在全球各地的研究,微塑膠已無所不在。一只寶特瓶、一顆漁業用浮球,都能在自然環境中不斷裂解成千萬個更幽微的存在,並以更小的身軀持續擴張版圖。海裡有、河裡有、湖裡有。日本九州大學與東京大學更在去年發現:杳無人煙的南極海裡,都有微塑膠的蹤影。
孔燕翔解釋,雖然各國的調查在取樣範圍與採計方法上互異,但大致換算起來,台灣海灘被微塑膠影響的嚴重度,和韓國、香港、英國、葡萄牙及南美洲相似。只不過,其他國家都已開啟各式研究,但台灣才正要起步。
台灣大學地質科學系博士後研究員孔燕翔(Alexander Kunz )
台灣大學地質科學系博士後研究員孔燕翔(Alexander Kunz )
同樣關注海洋廢棄物的荒野保護協會,在2015年間,曾針對新北市國聖埔沙灘進行塑膠碎片的密度調查。雖然做的是尺寸稍大的塑膠碎片,但在0.05立方公尺的沙樣中,竟也發現5,206片介於1~25公釐的保麗龍碎片與塑膠片。成功大學水利及海洋工程學系教授劉大綱與學生調查旗津海洋廢棄物時,也發現大量塑膠顆粒。
若對照聯合國海洋科學專家組在2015年畫出的微塑膠影響推估圖,會發現台灣的實情可能更嚴重。台灣在圖上位處於分佈最密的「紅帶海域」(註2
聯合國海洋科學專家組把全球64個海洋生態可能含有的微塑膠密度分成五級,其中紅色最為嚴重。
),是密度最高的一級。
顯然在台灣,微塑膠早已「搶灘」成功。而這些迷你大軍的威力,比起還能被撿拾、回收的大型海洋廢棄物,更難以清除;而這些微塑膠讓人擔心的,是它們能吸附環境中的有毒物質,小到已悄悄進入食物鏈。

攻陷食物鏈的微塑膠食安危機

韓國海洋科技研究院的首席科學家沈遠稕(심원준)去年(2016)9月來台演講時,就以「回來復仇的海洋塑膠」為題,並以下面這句話破題和結尾:「未來,你丟掉的,就是你吃掉的(What you eat is what you throw away)」。
人類至今仍大量生產、使用、丟棄塑膠,且忘記塑膠要分解於無形,可能是千萬年後的事。2010年,全球一年約有800萬噸塑膠垃圾進入海洋;而2015年最新推估出爐,全球海洋裡可能有50兆片塑膠碎片。(註3
美國喬治亞大學環境工程助理教授詹姆貝克(Jenna Jambeck)統計了192個有海岸線國家入海的垃圾,並於2015年發表報告指出,2010年全球就有800萬噸的塑膠垃圾進入海洋,且多數浮在海洋表層;2015年,學者Sebille推估,全球海洋可能有50兆片塑膠碎片。
這些彩色塑膠小塊在海裡浮沉時,在海洋生物的視野裡看來形同食物。根據綠色和平科學研究室研究員米勒(Kathryn Miller)2016年發表的報告《海洋中的塑膠》,已確定全球至少有170種海洋生物會攝食塑膠碎片,包括旗魚、黑鮪魚、龍蝦、淡菜等餐桌上常見海鮮。還有科學家發現,剛孵化的歐洲鱸魚幼魚甚至偏好吃微塑膠。劉大綱則補充,有幾份頂尖科學期刊的研究,也在僅幾公分長的浮游生物體內,發現更小的微型塑膠。
更令人擔憂的,是這些顆粒吸附的毒性物質。劉大綱解釋,塑膠與毒性物質通常皆性不喜水,兩者在海裡容易相附相依。例如泛黃的塑膠顆粒,就代表他們已吸附不少有機物,毒性濃度高。由日本學者高田秀重號召成立的國際顆粒監測組織(International Pellet watch, IPW),這幾年邀集全球學者把撿到的塑膠顆粒寄給IPW分析,結果發現毒物的濃度,高得嚇人。
而微塑膠被生物吃下後,會沿著食物鏈轉移,把毒性物質、有機化合物累積給下一位攝食者。沈遠稕已在韓國的野生孔雀蛤(mussels)體內發現微塑膠和保麗龍碎片,並驗出會干擾生物分泌的溴化阻燃劑,這種物質常出現於漁業浮球上。韓國每年光牡蠣等貽貝類養殖業就淘汰了300萬顆舊浮球,每一顆在海裡,能碎成760萬片。
儘管目前對於微塑膠對人體健康影響未有直接的研究,但科學家已開始意識到人們在食物鏈裡,接收大量來自微塑膠的毒物。
如何預防微塑膠帶來的風險?由於確認海洋塑膠來源,極其困難,塑膠可能從陸地被大雨沖刷入海,也可能來自人類亂丟、從塑膠工廠流出,乘著洋流而來。但這些大塊塑膠,若沒在第一時間清除,就會碎解成難以清除的小碎片。華博諾說,雖已有人發現特定細菌有分解塑膠之效,「但大把大把地把細菌撒在海中或沙灘上,讓他們把微塑膠全部分解?現在聽起來還有些科幻啊!」
沈遠稕9月來台時,也曾到外木山、白沙灣及國聖埔考察,並採樣回韓。他先用圓柱型的篩子初步觀察,濾掉細沙後,篩網上滿是小塊塑膠垃圾。沈遠稕摘下墨鏡,仔細端詳篩子內晶晶亮亮的彩色碎片,不斷高呼「Amazing! Amazing!」。
就連在南韓專做海洋廢棄物研究的他,也未曾見過塑膠碎片在沙灘上氾濫至此。「嘿!你們的政府,真的得要做點什麼啊!」他把樣本裝進透明夾鏈袋後,下了這樣的結論。

與迷你大軍正面交鋒

面對微塑膠大軍和潛在食安危機,不少國家嚴陣以待。荒野保護協會海洋守護專員胡介申說,目前歐、美國家對微塑膠的研究最多,亞洲則以日本、南韓、香港、中國、新加坡較領先。尤其日、韓兩國的學者,都已進一步探討微塑膠對生物的可能影響。
北歐波羅的海也是微塑膠受害者,為此瑞典在2013年成立了「波羅的海之眼」(Baltic Eye)的專案計畫,納入海洋生態科學家、科學記者、環境毒物學家、環境化學專家等14位成員。目標是在2019年前,讓波羅的海更健康。其中4大重點項目中,微塑膠污染是其中之一。他們共有約3.5億台幣(1億瑞典克朗)的經費做研究、推動政策。(註4
「波羅的海之眼」(Baltic eye)由斯德哥爾摩大學波羅的海中心(Stockholm University Baltic Sea Centre)與波羅的海2020基金會(Balticsea2020)策略合作。這個計畫關注的4大重點分別是:波羅的海優養化、瀕臨絕種的動物棲地、漁業、海洋污染物,其中海洋污染的環節便包括微塑膠、重金屬等調查;而中心發現,每年有至少40噸的微塑膠被釋放進波羅的海。
對比之下,台灣對微塑膠的了解趨近於零,連基礎調查研究都甚是匱乏。已知的是,微塑膠在台灣存在,還會久留,並隨時間裂解而變得愈來愈難清除;未知的是,這些碎片哪兒來?是否已進了海鮮的胃?

微塑膠的來源大致分為兩種,一是初級微塑膠,通常指塑膠製品的原料顆粒(pellet),或大量被用於化妝、沐浴用品裡的塑膠柔珠(microbead);第二類則是大型塑膠,經日曬、風化後漸漸裂解成的塑膠小碎片。也因此,要解決更全面的問題,不能只單看微塑膠,而要以整個海洋廢棄物為大範圍思考,「源頭減塑」與「有效清除」併用夾擊,要減塑也要撿塑,但前提仍是全盤了解問題。

以微塑膠源頭來說,短時間內要禁用塑膠原料顆粒應不易達成。但台灣將於2017年7月開始,禁止再生產含有塑膠柔珠的產品,2018年起全面禁止販賣。綠色和平海洋專案主任顏寧說,這是重要的一步,但也僅杜絕了眾多塑膠垃圾來源的一支。

成大海洋科技與事務研究所副教授陳璋玲分析,目前台灣對海洋廢棄物僅有淺層的了解。「監測是最基本的工夫,但不論是大型塑膠或是微塑膠,台灣都沒有掌握。」目前只有關注海洋的NGO團體,在淨灘同時也做統計,但資料的數量和型態,都無法勾勒出台灣海廢的整體樣貌。
至於台灣海洋微塑膠議題,由孔燕翔、華博諾兩位德國人打前鋒,當事人也覺奇妙。孔燕翔說,他的家鄉科隆離海非常遙遠,但他來到台灣,卻訝異這樣一個環海小島,島上的人竟也離海那麼遠。「我和身邊人提起微塑膠及海洋問題時,多數人都很訝異這竟是一個問題」。
海洋是跨領域的議題。台大地質系教授陳于高說,台灣能做的海洋議題還很多,但科學家相對少,很多議題的推展較慢。所以像這次地質學、公衛的跨領域合作,是他支持孔燕翔持續做調查的原因。
除了持續支持研究與調查,華博諾則認為政府擬定政策時,應往更前端帶領方向,例如鼓勵產業使用可生物分解的產品或包裝,或更嚴格確保塑膠被百分之百回收。「這些只有政府能起頭,」他說,要讓企業自己動起來,不是不可能,但沒有政策方向,減塑之路將很漫長。
而結構性問題被解決之前,民眾需意識到自行減塑、積極淨灘避免大塑膠碎成微塑膠,仍極其重要。大型海廢就像息肉,在他惡化成腫瘤、擴散至其他器官之前先行移除,還是能救海與灘一命的。
「或許人類終究是陸居動物,也許海裡早有巨大變化,但我們並不知道⋯⋯,就像海豚大概也不在意雨林消失吧!」華博諾說。
又或許,人類常忘記,萬物總是環環相連。

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