我国海洋塑料垃圾及微塑料的污染现状
The Pollution Status of Marine Plastic Waste and Microplastics in China
DOI: 10.12677/AEP.2023.136163, PDF, HTML, XML, 下载: 153  浏览: 335 
作者: 彭丽花:广东环境保护工程职业学院环境工程学院,广东 佛山
关键词: 海洋塑料垃圾海洋微塑料污染现状Marine Plastic Waste Marine Microplastics Pollution Situation
摘要: 海洋微塑料的污染现状和对海洋生物体的生态影响已成为国内外环境污染治理的热点问题。本文统计了我国2015~2022年初级形态的塑料、塑料制品的产生量和回用量,分析了我国海洋塑料垃圾和微塑料的排放现状,和微塑料污染形势,总结分析了我国各海洋海域中微塑料的丰度、形状、成分和颜色;并对我国部分海域中海洋生物体中的微塑料丰度、形状、成分和粒径做了统计分析,以期为海洋塑料和微塑料污染的治理及管理提供基础数据支撑。
Abstract: The pollution status of Marine microplastics and their ecological impact on Marine organisms have become a hot issue in environmental pollution control at home and abroad. In this paper, the production and recycling amount of primary forms of plastics and plastic products in China from 2015 to 2022 are analyzed. The discharge status of Marine plastic waste and microplastics in China is analyzed, and the situation of microplastics pollution is analyzed. The abundance, shape, composition, and color of microplastics in various Marine areas in China were summarized and analyzed. The abundance, shape, composition, and particle size of microplastics in Marine organ-isms in some sea areas of China were analyzed, to provide basic data support for the treatment and management of Marine plastics and microplastics pollution.
文章引用:彭丽花. 我国海洋塑料垃圾及微塑料的污染现状[J]. 环境保护前沿, 2023, 13(6): 1354-1362. https://doi.org/10.12677/AEP.2023.136163

1. 引言

塑料在全球广泛,塑料制品的使用已成为人们生活中不可或缺的用品。根据联合国的数据显示,从20世纪50年代到2022年,全球的塑料产量已经累计达100亿吨。并且,目前全球还在以每年4亿吨的速度生产塑料。预计到2050,将达到330亿t [1] 。2021年联合国环境规划署发布《从污染到解决方案:对海洋垃圾和塑料污染的全球评估》的报告中指出,目前全球海洋中有约0.75~1.99亿吨塑料垃圾,占海洋垃圾总重量的85%。如果不采取有力的措施,预计到2030年每年进入海洋生态系统的塑料垃圾量将比2016年增加近两倍,到2040年将达到2300~3700万吨/年 [2] 。据统计全球每年塑料垃圾量中92%是由微塑料构成的 [3] 。具有强烈疏水特性和抗生物降解能力的微塑料,可以在海洋环境中长期稳定存在,在水力、风力、潮流和洋流的作用下,使其在海域中的分布范围非常广,有些甚至出现在两极附近海域 [4] 。目前已发现全世界233种海洋生物消化道内存在微塑料 [5] 。有研究表明微塑料可以通过食物链对海洋生物产生慢性毒性效应。本文对我国海洋塑料垃圾和微塑料污染现状进行了统计分析,为我国加强塑料和微塑料污染的治理提供参考。

2. 我国塑料产生和回收现状

Figure 1. Production of plastic products and primary forms of plastic production in China from 2015 to 2022

图1. 我国2015~2022年塑料制品产量和初级形态的塑料产量

根据欧洲塑料协会统计数据,2022年全球塑料制品产量为4亿吨左右,其中亚洲产量占比51%,北美产量占比约在19%。中国产量占比约31%,全球塑料产量中占比最大。国家统计局公布的数据显示2015~2022年我国初级形态的塑料产量逐渐升高(图1),2021年为11366.9万吨,2015~2022年我国的塑料制品产量平均为75188.99万吨。据李哗估算,我国人均塑料消费量为97 kg/人 [6] 。2021年,全国塑料制品产量为8004万吨,2022年我国塑料制品产生量为7771.6万吨相对有所下降。2019年中国塑料制品产量8184.2万吨,增速达35.45%,一举突破8000万吨,为历史最高记录。

根据国家发改委发布的《中国再生资源回收行业发展报告》(2015~2022)公布的数据显示,我国塑料回收利用率为21.04~30.29%,平均回收率仅为约24%,最高值也仅30.29%,塑料回收量在1600~1900万吨(图2)。目前欧洲对塑料回收率大于45%,德国高达到60% [7] ;欧盟预计2030年将塑料包装全部回收利用。从以上数据可以说明我国目前的塑料回收利用率与发达国家相距一大截,同时也说明我国废塑料存在很大的市场空间。

Figure 2. Plastic recycling amount and recovery rate in China

图2. 我国塑料回收量及其回收率

3. 我国海洋塑料垃圾排放现状

在水力和风力的作用下,海洋垃圾进行远距离迁移是造成近岸海域污染的一个主要原因,已成为跨国和跨区的环境污染问题.2007年,原国家海洋局对海洋垃圾污染进行监测和评估,并逐年则被国家监测点和监测范围,但由于海洋垃圾具有流动性的特点,其数值波动较大(见表1)。我国近岸海域海洋垃圾的主要类型是塑料垃圾,在2016年~2022年《中国海洋生态环境状态公报》 [8] 数据(该文涉及的全国数据均不包括港澳台地区数据)显示,海面漂浮垃圾、海滩垃圾和海底垃圾中塑料类垃圾每年比例都最高,数量分别占84~92.9%、68~84.5%和64~92.6%之间。沿海地区的陆地或海岸活动产生了约80%海洋塑料垃圾,海上活动约产生15的海洋垃圾,其他则通过河流进入海洋 [9] 。由于海洋塑料垃圾监测系统不太完善,不同统计数据可能存在一定差异。但我国每年输入了大量的塑料垃圾到海洋中。

根据2016~2022年《中国海洋生态环境状况公报》的数据显示,从图3我国海底垃圾塑料占比在2016~2019年呈现逐年上升,在2020年有比较大的回落,2021~2022有开始缓慢上升;在2016~2020年我国海滩垃圾中塑料垃圾的比例呈现逐年上升,在2022年达到最高,占比84.50%。我国海面漂浮垃圾在2021年塑料垃圾占比最高为92.90%,虽然2022年海面漂浮垃圾中塑料垃圾的占比较2021年回落了6.7%,但随着越来越多的海滩塑料垃圾,将会造成海底塑料垃圾的积累和增加。

Table 1. Statistics on marine litter monitoring data in China since 2016~2022

表1. 2016~2022年我国海洋垃圾监测数据统计

注:2016~2018年海洋漂浮垃圾数量:以2016年为例20 + 2235 (20为大块和特大快漂浮垃圾平均个数,2235中快和小块漂浮垃圾平均个数);2019~2022年海洋漂浮垃圾数量:以2019年为例50 + 4027 (50为海上目测漂浮平均垃圾个数,4027为表层水体拖网漂浮垃圾平均个数)。

Figure 3. Proportion of plastic waste floating on the sea waters, beaches and seafloors in China from 2016 to 2022

图3. 2016~2022年我国近海海面、海滩以及海底垃圾中塑料垃圾的比例

4. 我国海洋微塑料排放现状

为初步掌握我国海洋微塑料分布特征,2016年原国家海洋局在海洋垃圾监测工作基础上,组织开展表层海水、海滩、海洋生物体中微塑料试点工作,2017年首次在南极、北极、太平洋和印度洋等公海关键海域开展将海洋垃圾与微塑料监测工作。根据2016~2021年《中国海洋生态环境状况公报》监测结果显示,2018~2021年我国渤海表层水体微塑料平均密度约为0.7~0.82个/m3,如表2,2017~2021年我国黄海表层水体平均密度为0.33~0.54个/m3,2019~2021我国东海表层水体微塑料平均密度为0.25~0.32个/m3,2018~2021我国南海表层水体微塑料平均密度为0.15~0.18个/m3,在渤海、黄海、东海和南海中微塑料类型都有纤维和颗粒状,主要成分有PET、PP、PE。

Table 2. Average density, main types and main components of microplastics floating on the sea surface (Density unit: pieces/m3)

表2. 海面漂浮微塑料平均密度、主要类型与主要成分 (密度单位:个/m3)

自2014年起我国的研究学者分别对各近岸海域、入海排污口、海岛和海湾深入开展了微塑料的调查及其特性研究,表3归纳了我国海域中微塑料的丰度、主要成分、形状和颜色,可以看出黄河口海域和青岛近岸海水浴场的微塑料丰度比较高,分别为8~15个/L、5.05 × 103~1.25 × 104个∙m−3,从监测到的微塑料形状、主要成分以及颜色类型分析,形态占比最多的是纤维状,胶州湾纤维占比97.05%,几乎所有的海域微塑料的类型有PA、PE、PET、PP等;各海域中的微塑料主要颜色各不一样,有以灰色为主的、有以黑色为主的、有以白色为主的、有以透明为主的,颜色不一致主要是和海域附近居民使用塑料的习惯有关。

Table 3. Characteristics of microplastic pollution in surface waters of various sea areas in China

表3. 我国各海域表层水体微塑料污染特征

Continued

5. 海洋微塑料对海洋生物体的影响

粒径微小、数量多且不易被生物降解的海洋微塑料在海水表层和沉积物中大量分布,容易被海洋中的无脊椎动物所摄入并在体内累积 [24] ,它们会对海洋中生物会产生毒性作用,并可沿食物链传递,进而威胁到人类的健康。通过表4可以看出不同海域中的海产品对微塑料都有一定量的摄入。不同海域海洋生物摄入的微塑料浓度不一致,可能与当地海域的微塑料浓度有关。各海域中摄入的微塑料主要形状都是纤维状;各生物体内微塑料主要成分有PE、PET和PP,但也有在环渤海潮间长牡蛎体内主要成分还有人造纤维,东极青浜岛海洋里面的生物体内主要成分有人造丝。不同海域海洋生物对微塑料粒径的摄入也不尽相同,但是粒径在20~1000 μm之间的微塑料摄入量最多。南极半岛磷虾及其兼捕生物体内微塑料总平均丰度为0.44 ± 0.65 n/n,整体上处于低污染水平;渤海微塑料的检出率为53.4%,与国内外的研究相比,渤海沉积物的塑料污染丰度处于中等偏下的水平,但中小型上层滤食性鱼类通过滤食大量海水获取浮游生物饵料,加之它们栖息的表层水域微塑料的丰度较高,在滤食过程中能够直接从自然环境中摄入较多微塑料,导致鱼类体内较高的微塑料污染水平;南极半岛磷虾体内的微塑料整体上处于低污染水平;陆化杰等研究发现南海鸢乌贼胃组织微塑料的沉积随着个体的生长而逐渐积聚。刘涛等研究发现黄东海浮游动物体内微塑料的丰度明显高于水体中的丰度,处于较高营养级的浮游动物体内微塑料相对更多,这表明浮游动物对微塑料有富集的现象。以上所述虽然大部分海域海洋生物体内微塑料浓度是中等偏下水平,但其体内的微塑料可能会通过食物链累积,需要对其风险进行评估。

Table 4. The characteristics of microplastics in Marine products in relevant waters of China

表4. 我国相关海域海产品中微塑料的特征

6. 结语

海洋微塑料污染日趋严峻、无处不在,对生态系统的危害及引起的健康风险受到广泛关注。目前我国针对进入河流水域的微塑料没有相关控制指标,也还没有研发出针对微塑料的治理措施,因此控制微塑料污的根本手段是控制塑料垃圾进入环境并进一步分解裂变成微塑料。海洋微塑料可通过食物链富集到哺乳动物及人体内,相关研究较少,有必要进一步研究微塑料对哺乳动物尤其是人类的潜在危害效应。

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