人类对地球环境的污染正变得日益严重,尤其是对海洋环境的污染,已经使海洋中的垃圾普遍增多。海洋垃圾是海洋污染物的一种。自古以来,人类社会一直将海洋视作废弃物倾倒或排放的场所,但海洋垃圾造成海洋污染是工业社会发展以后的现象。以美国为例,自19世纪下半叶开始,海洋垃圾成为危害海洋生物和海岸带居民的一种环境问题。这不仅威胁到海洋生物的生存,而且对人类船舶航行安全同样造成影响、食品安全同样造成影响。为唤起人们对海洋垃圾问题的关注,世界各地的科学家、艺术家和学者们纷纷献策献计,旨在最大限度地清理回收各类海洋垃圾,帮助海洋恢复到污染前的状态。
你不知道的恐怖现状
在一些人看来,阔大的海洋其实非常“肮脏”——有专家称,单单是漂浮在大西洋上的塑料垃圾,就相当于美国本土大陆面积的两倍,而这只是世界五大海洋垃圾带之一。
在美国加利福尼亚州和夏威夷海域之间,有一个面积相当巨大的垃圾场,人称“太平洋垃圾岛”。该岛主要由生活垃圾构成,其中80%为废弃塑料制品,岛上的垃圾主要来源于陆地。重达350万吨的“垃圾岛”漂浮于海上,对海洋环境构成了严重威胁。
在一项名为“捍卫我们的海洋”的活动中,一艘取名“希望号”的船只航行几大洋,科学家和来自世界各地的志愿者见证了海洋和居住在海洋中的生物正在面临的一场“垃圾危机”。“希望号”航程中历经的最大海洋“垃圾漩涡”之一,位于北太平洋亚热带海域,其中心位于美国西海岸和夏威夷之间、夏威夷群岛的东北方向上。这个触目惊心的垃圾漩涡就是“得克萨斯垃圾带”。 这个“垃圾漩涡”也成为海洋生态学家们研究最多的海上垃圾区域之一。当整个太平洋的各个洋流以顺时针方向运转时,塑料垃圾途经这里,被卷入“平静区域”,便不再继续随洋流漂移,彻底“定居”下来。垃圾越聚越多,太平洋上的这一区域俨然已经变成了海洋垃圾大本营,小到塑料片,大到塑料筐、丢弃的轮胎、捕渔网,各色塑料等垃圾像被磁铁吸引一样来到这里。有关专家估计“垃圾漩涡”区域的漂浮垃圾估计多达上亿吨,以塑料为主,还包括玻璃、金属、纸等。
岛上垃圾极易引起水生动物误食,误食后不易消化,可能会致其死亡。一些重金属元素还会通过贝类、虾类进入人体,危害人类健康。然而,太平洋垃圾岛并非世界上惟一的面积巨大的海洋垃圾场,海洋垃圾问题已越来越严重。
此外,东日本大地震造成的海洋垃圾总量约为一百五十万吨,其中一部分已经漂流至北美太平洋沿岸。根据日本环境省模拟推算的结果,到今年六月,飘抵北美地区的垃圾将达到三万三千吨。
吞食海洋垃圾后受伤的鲨鱼
这些海洋垃圾主要由人类的生活垃圾构成,它们经由内陆水域流向海洋,其中八成都是废弃塑料制品。比如大量的塑料瓶盖、塑料袋、高频绝缘材料和微小的塑料芯片等等,他们在长途旅行中被阳光和海浪慢慢分解成小碎片,从而形成了一个个巨大的“塑料漩涡”。
这些塑料垃圾对海洋生物造成了巨大的危害,很多鱼类、海洋哺乳动物和海鸟因误食塑料垃圾而死亡。这些小鱼通过较大的鱼、鸟类和海洋哺乳动物向食物链的上层移动的过程中,毒性会不断被浓缩。
为了消除垃圾对海洋生物的危害,不少研究人员呼吁沿海国家和国际组织打捞海洋垃圾。不过科学家认为,要把垃圾从海洋打捞到陆地上再进行处理,成本会很高,这让许多国家没有积极性。
海洋垃圾成为海洋生物的“梦魇”
华盛顿的海洋保护组织在一份详细报告中指出,“海洋垃圾潮”将成为本世纪主要污染问题之一。海洋保护组织发布这一“全球海洋垃圾掠影”报告是基于去年9月某一日中收集到的海洋垃圾的详细记录。来自104个国家的近40万名志愿者从海洋、湖泊、河流中收集了320万公斤的垃圾。海洋保护组织主席兼首席执行官米基·史普尔谈到:“我们的海洋生病了,这是我们所作所为的结果。我们真的不能再继续向海洋倾倒垃圾。受伤或死亡的海洋生物,吓退游客的垃圾海滩,以及受破坏的海洋生态系统令人焦虑。 ”
长期以来,在人们的观念中海洋被认为“无限大”,对人类丢给它的那点物品完全可以“笑纳”,于是海洋被当成了天然的大垃圾场。但是有部分垃圾在海洋里基本都很难自然分解,将在海洋生态系统中长期存在,即使分解,也需要十几年、几十年甚至上百年的时间。
以塑料制品为例,有统计表明,世界每平方海里海水中有多达4万片的塑料垃圾,而塑料垃圾进入海洋后,不仅会造成视觉污染,还可能威胁航行安全。废弃塑料、渔网等会缠住船只的螺旋桨,引起事故和停驶。同时,塑料垃圾对海洋生态系统有很大的影响,海洋动物在捕食或游弋时,时常会被塑料垃圾缠住,不能脱身,或饿死、窒息死亡或被其他动物吃掉,比如废弃的鱼网,在洋流的作用下绞在一起,成为海洋哺乳动物的 “死亡陷阱”。比如海鸟,可能会把垃圾碎片当成鱼卵或幼鱼吞吃下去,而海龟则可能错把白色塑料袋当作水母吞下。有环保组织的报告说,他们发现至少200多种海洋生物因误食海洋垃圾或者被海洋垃圾缠住而受伤或死亡。近年来,关于海洋生物受垃圾“迫害”的报道和报告不断,海洋垃圾越来越严重地威胁着它们的生存。
另一方面,一些垃圾被海洋生物误食后,垃圾中的有毒化合物被摄入生物体内,就可以沿着食物链来到人们的餐桌上。国外有研究指出,塑料分解后的颗粒可以像海绵一样吸附海水中的有毒化学物质,于是这些毒素可以沿着食物链进入人类体内。此外,一些垃圾进入海洋环境后,会溶出有毒有害物质,直接威胁水体和沉积物环境质量,例如,钮扣电池被弃于海滩进入海洋后,从电池溶出的锰、汞、锌、铬等重金属将会污染水体,鱼类或贝类如果积累重金属而又被人类所食,那么同样可通过食物链扩大并传递给人类,如果长期积蓄将会损害神经系统、造血功能,甚至可以致癌。
与此同时,由于一些微生物等物种生性喜欢附着在垃圾上,形成寄居,随洋流漂泊,经过长途漂流,可能会来到一个以前没有这种生物的地区,干扰这一地区的海洋生物系统,甚至造成外来有害物种入侵,严重破坏了生物多样性。
垃圾回收梦之船
荷兰一名19岁的学生博扬·斯莱特近日在他的个人主页上宣布,他发明了一台巨大的海洋垃圾回收器,可以在5年内清理掉海洋中200亿吨的塑料垃圾。
斯莱特来自荷兰代尔夫特理工大学,他从2012年就开始构思这个海洋塑料垃圾回收项目计划,并因此获得了多项学校颁发的创新大奖。值得一提的是,斯莱特还因该项目获得了国外著名科技演讲机构 TED 的演讲邀约,受到的关注度可见一斑。
据其设想,负责回收塑料垃圾的是一系列带有浮栅、漂浮在海面上的清洁回收船。船的外形像一个箭头,漂浮在海面上的塑料被围栏拦截下后,将顺着海水流动聚集到位于清洁回收船两侧的收集口,并被采集、储存在船后部。浮栅采用特殊材料,不仅能轻易漂浮在海面上,还不容易发生折断。由于浮栅和清洁船内部都没有网眼,浮游生物和鱼类可毫无损伤地通过。
虽然这艘小船看上去似乎十分无力,但是斯莱特表示这项计划是可行的。因为此前他曾查阅大量资料,结果显示海洋中主要的污染物为 PCB 塑料,而这些垃圾通常会在海面上游荡很长的时间。这意味着,这个项目回收的海洋“垃圾”将大部分会是塑料制品,具备回收利用的商业价值。据估计,这一小船如果在大海上运行五年,将可以回收海洋垃圾高达 7250000吨,但是运行成本却接近为零。
目前,各国政府每年都会投入大量财力、物力、人力去治理海洋污染,但效果与投入却往往不匹配。斯莱特表示,他的项目除了初始投资,之后的运行成本几乎为零,甚至还有的赚。他介绍,这些清洁回收船完全采用太阳能和潮汐能作为动力,在实现“自给自足”的同时,通过出售其回收的塑料,还能给投资人带来每年5亿美元的巨大经济效益。
斯莱特在其个人网站上称:“尽管这一设想还有待实验,但我相信,如果在五大洋里都安置这种清洁船,任其顺着洋流在海面上自行漂荡,只要五年,海洋中的塑料垃圾就几乎都能得到清理。”他同时呼吁人们重视资源回收利用、尽量减少塑料包装。
凭着这个项目计划,斯莱特已经获得了不少创新奖项。目前,他已经成立了“海洋清洁基金会”,并在网站贴出告示,希望有识之士能与他共同开发该项目。
解决垃圾忧患畅想无限
据美国《快速公司》杂志报道,为唤起人们对海洋垃圾问题的关注,2013年6月,一个由科学家和艺术家组成的团队,开始了长达450英尺的阿拉斯加海岸之旅,他们此行的任务是收集被冲上沙滩的垃圾,将其分类并进行艺术创作。由于阿拉斯加海岸的垃圾大部分都是被北太平洋环流冲刷上岸的,这项计划被命名为“环流之旅”。据了解,该展览将于2014年2月到9月与安克雷奇博物馆展出。未来还会有世界巡回展览。
海上垃圾大部分为塑料,而几乎所有的塑料都是以石油为原料的,其主要成分为碳氢化合物,可以燃烧且释放出巨大能量。所以,将海洋垃圾进行打捞收集、分类处理后,可用于焚烧发电。1931年,丹麦建造了世界第一个垃圾焚烧发电厂。丹麦的垃圾焚烧技术先进,热能利用率高,由于建设了大量垃圾焚烧项目,丹麦很多城镇自身的生活垃圾产生量已无法满足焚烧厂的需求,近些年,丹麦还要从外国进口垃圾,以保证垃圾焚烧厂的运营。
之前韩国的一个设计团队在一场摩天楼设计大赛中设计了一座看起来很酷的未来概念建筑,然而它并不是在地面之下,相反,是在海底。这个被称为“塑料鱼塔”的设计目的是利用它吸入“北大西洋垃圾带”海底的塑料垃圾,并通过它再加工循环利用。
据悉,这座“塑料鱼塔”直径约为100米,它不是简单的一个球形,内部有很多网状球体。它还能在海面上下浮动,一路沿着“北大西洋垃圾带”行驶,可吸入任何靠近它的垃圾碎片,而吸入“塔”内的塑料垃圾可再加工成更小的碎片,用来建造养鱼场。
当然,这座鱼塔并不仅仅用来吸入海底的塑料垃圾,它的另一特点在于可利用这些污染物重建脆弱的大西洋海底生态系统。这支设计团队也希望借这座“鱼塔”吸引世人对“大西洋垃圾带”的关注。
对于“太平洋垃圾带”的处理方案,来自一个塞尔维亚小组给出的“海洋高楼”设计方案则反其道而行之,他们宣称可以在水下建造“垃圾填埋场”。
按照他们的设计,这座海底塔形建筑的底部可以被用来收集垃圾并送至其核心进行处理。而上方将可以支持建造具备自持能力的居住区。
由于收集大量垃圾而导致的自身重量变化,为了保持上面的居住区在发展过程中不至于下沉,这款塔形建筑将可以吸收或释放海水来平衡。设计师表示,那些多余的塑料垃圾将被转变为电能并储备在蓄电池里。
对海洋垃圾进行就地处理是最好的处理方案,还有一个荷兰科学家计划在收集起4.4万吨的塑料垃圾后,对这些塑料废品进行无毒害处理,制成一个个中空的“浮动平台”。这些平台连接起来可形成小岛的“地基”,可在上面铺设泥土和砂石,然后建设道路、农田、沙滩和房屋,还有一些没有污染的高科技工厂。由于小岛远离大陆,所有的物资和能源将尽量自给自足。能源主要依靠太阳能、风能和波浪能,而这些都是海岛上特别丰富的。这座小岛可以满足50万人的日常生活所需,即可以接收25万名常住居民和25万名游客。
任何海域某一要素的变化(包括自然的和人为的),都不可能仅仅局限在产生的具体地点上,都有可能对邻近海域或者其他要素产生直接或者间接的影响和作用。生物依赖于环境,环境影响生物的生存和繁衍。当外界环境变化量超过生物群落的忍受限度,整个区域的生态系统就会遭到破坏。海洋环境关系着人类的未来,每个人都应该从身边做起,善待海洋,让海洋更干净。