議題背景

2020年8月18日《自然通訊》（Nature Communications ）期刊發表了一篇研究「High concentrations of plastic hidden beneath the surface of the Atlantic Ocean」，研究發現大西洋表層海水的塑膠微粒濃度是以往預估量的10倍，約2100萬噸的塑膠存在於海洋中。研究發布後受到BBC、The Guardian、Daily Mail等國外眾多媒體討論與報導。為釐清目前台灣河川與海洋是否也同樣有低估塑膠污染的可能性，特別邀請專家學者回應。

本次議題相關新聞、報導：

專家怎麼說？

2020年8月25日
國立高雄師範大學生物科技系教授 田倩蓉

自1980年代起許多學者開始針對海洋塑膠污染分布進行調查，特別是針對微塑膠，主要是因為微塑膠顆粒較小，易被生物攝入而造成偽飽食現象，導致致病性與氧化性壓力增加，降低生長速率與繁殖困難等；許多研究發現微塑膠廣泛分布於全球各地海灘、海水、海洋底泥與生物體中，即使北極與南極區亦不例外 [1]。海洋微塑膠來源主要是從河川流入，美國加州的兩條河川中微塑膠分布的研究估計每天約有19億個微塑膠從該河川流入進入太平洋 [2]；而在台灣高雄鳳山溪系統的調查中，估計每天約有10億個微塑膠從該河川流入台灣海峽 [3]。由此可見河川對海洋微塑膠污染扮演重要角色。

大量微塑膠多發現於鄰近人口密集都會區與工業區的河川與湖泊中，主要的微塑膠來源與人類活動有關 [4,5]。而微塑膠顆粒因微小、表面積高且對污染物吸附係數高，是很好的污染物傳輸介質，生物體食入微塑膠同時亦攝取微塑膠上的污染物，可能引起毒性反應或累積現象 [6]。有實驗室研究發現淡水蝦虎魚暴露於吸附多環芳香烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons， PAHs）化合物芘（pyrene）的微塑膠，造成體內芘代謝物濃度增加，顯示吸附於微塑膠的有機污染物較易被生物體攝取、吸收並代謝 [7]。

本團隊2020年發表在《環境污染》（Environmental Pollution）期刊上之研究 [8] 發現高雄鳳山溪系統上、中與下游採集的河水、底泥與魚體中皆有相當數量之微塑膠；所蒐集的微塑膠形狀主要是屬於微小的（50-297 µm）微塑膠纖維；而主要的微塑膠材質是聚乙烯（polyethylene）、聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）、環氧樹脂（epoxy resin）、聚醯胺（polyamide）和聚丙烯（polypropylene，PP）。都市與工業廢水的排放、都市逕流、河水之流速、潮汐交流與微塑膠密度等，影響微塑膠在河水與底泥的空間分布。不同魚種因生長習性不同，對微塑膠攝取能力亦不同；底棲的屬於高等營養階層的魚種消化道內所含微塑膠濃度，高於上底棲的且屬於較低營養階層的魚種。魚肉中多環芳香烴化合物濃度與河川水、底泥與魚體中微塑膠濃度呈現統計正相關性，顯示魚肉中累積的多環芳香烴可能部分來自於吸附污染物的微塑膠。由此可見，微塑膠污染對台灣河川生態系統的影響是不容忽視的。

2020年8月26日
國立海洋生物博物館研究員、國立東華大學海洋生物研究所教授 柯風溪

自二次世界大戰後，塑膠開始在全世界普及，半個多世紀以來，人類盡情享用塑膠帶來的便利舒適，塑膠與日常生活密不可分，幾近沒有塑膠無法生活的程度。然而，在缺乏完整管理系統情況下，大量被生產、製造、使用，最終被丟棄，致使塑膠垃圾成為21世紀人類最嚴重的環境浩劫。目前保守估計，一年800萬公噸塑膠垃圾流入大海[9]，這些垃圾在自然環境中，經由日曬、沖刷、侵蝕而裂解，形成更微小顆粒塑膠微粒（microplastics），不禁讓人思考海洋真的有無限的包容力嗎？

早在2018年6月份《國家地理雜誌》封面警言道出答案：「你看到的海洋垃圾，只是冰山一角」，意指目前調查研究所提出的數據，極可能嚴重低估。針對調查評估研究方法而論，從採樣規劃設計，採樣時間、地點、水深以及採樣頻率，要面對塑膠垃圾的多樣性，不同化學組成密度決定斷裂分解速度以及在海水中沉降速度，導致環境分布情形變異極大，影響採樣的代表性。各種樣品（海水、底泥、或生物樣品）帶回實驗室後，分析過程，分離環境雜質，有效過濾，塑膠顆粒大小界定，乃至最終的各種光譜儀器分析定性定量[10]，至今仍是科學家所面臨的共同挑戰。

除了塑膠本身的污染危害如：生物誤食之物理性傷害或塑化劑累積引起之化學生物病變），其實，大家一致公認的頭號潛在危機，在於塑膠微粒吸附環境中到處流佈的有毒污染物質，尤其是干擾生物體內賀爾蒙正常功能的環境賀爾蒙，亦即親脂性持久性有機污染物質（persistent organic pollutants，POPs）[11]。這批惡名昭彰的環境荷爾蒙，同於塑膠產品原本曾帶給人類生活便利而受青睞，大量製造使用，雖然諸多產物已經被禁用 如：多氯聯苯（Polychlorinated biphenyls，PCBs）、有機氯農藥（DDTs）、多溴聯苯醚（Poly Brominated Diphenyl Ethers，PBDEs）等，許多研究報告證實[12]，這群化學物質依然分布於環境中，當遇上了日益增多的塑膠微粒，塑膠微粒吸附的環境荷爾蒙在環境生態圈傳送及生物累積，進而由食物鏈累積至人體，威脅人類健康。塑膠污染對環境有毒物質有加成作用，明顯增加風險[13]。

「也許塑膠本身並不是罪惡，重要的是我們如何處理它」。去年（2019）荷蘭海洋潔淨基金會（The Ocean Cleanup）[14]，選出全球人口較密集之河川出海口進行塑膠污染調查，發現全球80％的大海塑膠垃圾來自亞洲，並非歐美人士較少使用塑膠，關鍵在較有效的管理塑膠回收利用，而這也不過是延遲塑膠進入掩埋場以及生態環境中。台灣地處被點名的嚴重污染區域內，除了確實調查分析河川海洋中塑膠垃圾的數量與種類以及其來龍去脈之外，更重要的是政府與全民共同深思，對嚴格管理塑膠產品的製造、使用及處理，達成共識並建立完整的管理系統，共創既舒適又健康安全的生活環境。

參考資料：

  1. Acuta H.S., Emenike C.U., Fauziah S.H., 2017. Distribution and importance of microplastics in the marine environment: A review of the sources, fate, effects, and potential solutions. Environ. Inter. 102, 165-176.
  2. Moore C.J., Lattin G.L., Zellers A.F., 2005. Working our way upstream: a snapshot of land based contributions of plastic and other trash to coastal waters and beaches of Southern California. Proceedings of the Plastic Debris Rivers to Sea Conference. Algalita Marine Research Foundation, Long Beach, CA.
  3. Tien C.-J., Wang Z.-X., Chen C.S., 2020. Microplastics in water, sediment and fish from the Fengshan River system: Relationship to aquatic factors and accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons by fish. Environ. Pollut. 265, Part B, 114962.
  4. Eriksen M., Mason S., Wilson S., Box C., Zellers A., Edwards W., Farley H., Amato S., 2013. Microplastic pollution in the surface waters of the Laurentian Great Lakes. Mar. Pollut. Bull. 77, 177-182.
  5. Horton A.A., Walton A., Spurgeon D.J., Lahive E., Svendsen C., 2017. Microplastics in freshwater and terrestrial environments: Evaluating the current understanding to identify the knowledge gaps and future research priorities. Sci. Total Environ. 586, 127-141.
  6. Mato Y., Isobe T., Takada H., Kanehiro H., Ohtake C., Kaminuma T., 2001. Plastic Resin Pellets as a Transport Medium for Toxic Chemicals in the Marine Environment. Environ. Sci. Technol. 35, 318-324.
  7. Oliveira M., Ribeiro A., Hylland K., Guilhermino L., 2013. Single and combined effects of microplastics and pyrene on juveniles (0+ group) of the common goby Pomatoschistus microps (Teleostei, Gobiidae). Ecol. Indic. 34, 641-647.
  8. 同註3
  9. Jambeck, J. R., et al.(2015) Plastic Waste Inputs from Land into the Ocean. Science, 347, no. 6223, pp. 768-771.
  10. 定量分析：估算塑膠微粒在環境樣品中的數量。
    定性分析：依其結構分析判定各種不同類塑膠，如：聚乙烯（polyethylene，PE），主要為一般塑膠袋；聚苯乙烯（polystyrene，PS），主要為保麗龍 ；聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET），主要為寶特瓶等。
  11.  環境賀爾蒙：許多環境污染化學物質在生物體累積，會模擬其體內之賀爾蒙，改變體內分泌荷爾蒙之濃度或活性，而影響其體內之生理調節機能，造成生育能力或健康之危害，此類污染物質亦即內分泌干擾物質，俗稱環境賀爾蒙。因其物理化學特性傾向吸附有機物質（尤其是脂肪），且其不易被分解，故又稱之為親脂性持久性有機污染物質。
  12. 有關POPs在環境中分佈與傳遞的研究報告數以千計，僅列出本研究團隊針對墾丁珊瑚礁生態及南極地區，一般認為乾淨的環境，以及大台北地區（淡水河流域）所調查的結果供參考。
    Ko, F.C., Chang, C.W., Cheng, J.O. (2014) Comparative study of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Coral Tissues and the Ambient Sediments from Kenting National Park, Taiwan. Environmental Pollution. 185, 35-43.
    Ko, F.C., Pan, W.L., Cheng, J.O., Chen, T.H., Kuo, F.W., Kao, S.J., Chang, C.W., Ho, H.C., Wang, W.H., Fang, L.S. (2018) Persistent organic pollutants in Antarctic notothenioid fish and invertebrates associated with trophic levels. PLOS One. 13(4); e0194147.
    Cheng, J.O., Ko, F.C. (2018) Occurrence of PBDEs in Surface Sediments of Metropolitan Rivers: Sources, Distribution Pattern, and Risk Assessment. Science of the Total Environment. 637-638; 1578-1585.
  13. 有關塑膠微粒與有機毒物在環境中的作用關聯性、分佈及毒性，因污染物及塑膠種類不同而異，此方面研究，近年來逐漸被重視，茲舉最近發表研究論文供參考。
    Singla, M., Díaz, J., Broto-Puig, F., Borrós, S. (2020) Sorption and release process of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) from different composition microplastics in aqueous medium: Solubility parameter approach. Environmental Pollution, 262, 114377.
    Tang, Y., Rong, J., Guan, X., Zha, S., Shi, W., Han, Y., Du, X., Wu, F., Huang, W., Liu, G. (2020) Immunotoxicity of microplastics and two persistent organic pollutants alone or in combination to a bivalve species. Environmental Pollution, 258, 113845.
  14. 請參考荷蘭海洋潔淨基金會 （The Ocean Cleanup)

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