國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所暨海洋中心助理教授許瑞峯與與美國加州大學美熹德分校靳偉君教授研究團隊,於今年(2020年)8月在《整體環境科學》(Science of the Total Environment)國際學術期刊發布最新研究成果。該研究比較不同粒徑和濃度的塑膠微粒,如何影響海洋浮游植物的存活率和生理反應。研究結果指出,奈米級塑膠微粒除了降低海洋浮游植物的存活率,也會刺激海洋浮游植物產生高蛋白且具黏性的分泌物,加速塑膠微粒聚合。這些與周圍的海洋有機物、塑膠微粒所形成較大聚合體,恐增加塑膠微粒沉降海洋的速度與深度,影響表層及深層海洋生態系統。此外,海洋浮游植物的存活率和數量的下降,亦可能減少大氣二氧化碳被海洋浮游植物固定的數量,降低海洋吸收二氧化碳的能力。

該研究首次提出新名詞:「海洋塑膠雪花」(Marine plastic snow),是由懸浮於海洋中的各種有機物,互相碰撞包覆,如滾雪球一般越滾越大而形成的懸浮物。上面沾黏生物排泄物與碎屑、浮游生物、塑膠微粒污染物和細菌等,又因為沉降速度快,容易沉降至更深的海洋深度,增加海洋污染物的垂直輸送。

2013年,科學界提出「海洋塑膠生物圈」的概念,流入海中的廢棄塑膠碎片與微粒,可能成為傳播細菌或致病菌的載體,並影響海洋生態。國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所暨海洋中心助理教授許瑞峯指出:這些塑膠微粒不只影響海洋浮游植物的生長,也讓海洋有機物與塑膠微粒形成更大的海洋塑膠雪花,並沉降到深層海洋,進一步在海洋生態系統中形成「看不到」的風險。

國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所鍾至青副教授指出,雖然此研究後續仍有許多研究工作必須完成。但根據這樣的結果,仍可以推論塑膠微粒若大量出現在海洋,將會造成植物性浮游生物死亡,影響海洋生態系的運作;或可能改變植物性浮游生物胞外分泌物組成及成份,以及海洋雪與地球環境交互轉換循環的過程;塑膠微粒更容易沾黏至胞外聚合物,被魚蝦等攝食者攝取,最終可能進入人體。

國立臺灣海洋大學海洋生物研究所何攖寧助理教授補充,海洋雪花可視為深海生態系統中重要的基礎,海洋雪花附著的微生物群落非常豐富,然而塑膠微粒影響了海洋雪花的生成與流動,形成海洋塑膠微粒雪花,擾亂海洋原本的食物鏈,並讓微米與奈米級的塑膠進入深海的食物鏈當中,使塑膠微粒的影響從表層進入深海。

根據歐洲塑膠協會(PlasticsEurope)統計,2018年全球塑膠產量總計約3.6億公噸,本研究比較在不同顆粒大小以及濃度的塑膠微粒包圍環境中,海洋浮游植物的生長與存活變化,並提出塑膠微粒入海不只改變原有的海洋生態,也對海洋生態系統造成劇烈影響,呼籲各界警覺其後續可能造成的環境風險。

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