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无声的危机:营养物、化学物质和塑料污染如何威胁我们的沿海水域

 

 

世界各地的沿海水域都面临着来自各种来源的日益严重的污染,导致严重的生态和健康影响。营养物污染、化学物质和塑料是进入沿海生态系统的主要污染物,对海洋生物和人类社区造成重大危害。一项新的研究全面回顾了沿海水污染的原因和后果,重点关注这些污染物的主要来源、它们的影响以及为减轻污染所做的努力。

营养物污染:农业径流和水体富营养化

营养物污染是沿海水域面临的最大威胁之一。它主要涉及过量的氮和磷(肥料的主要成分),它们进入水体并引起所谓的富营养化过程。这种情况发生在营养物过多导致藻类过度生长时,这会消耗水中的氧气水平,导致鱼类和其他海洋生物死亡。

营养污染的主要来源是农业,具体来说是农作物生产过程中化肥的使用。化肥中的氮和磷渗入河流,最终流入沿海水域。此外,污水处理厂、污水处理系统和城市径流也会导致海洋环境中营养负荷增加。

根据最新的研究,农业径流等分散源占许多沿海地区氮污染的 95-100% ,而污水等点源则造成磷和微塑料。这凸显了营养物污染的两大类:一类更为分散(农业),一类更为局部(污水和废水)。

当过量的营养物质沉积在沿海水域时,它们会引发有害藻华,阻挡阳光并破坏生态系统的正常运作。这些藻华通常会导致缺氧或缺氧状况,溶解氧水平下降到大多数海洋生物无法生存的水平。在极端情况下,结果就是“死区”——生命无法维持的区域。墨西哥湾和切萨皮克湾是遭受严重富营养化影响地区的突出例子。

此外,过量的营养物质会破坏生态系统的自然平衡,破坏珊瑚礁、海草草甸和鱼类种群。营养物污染还与海洋生物生殖周期的变化有关,这可能导致长期生态系统退化。

 塑料中的化学物质:日益令人担忧

沿海水域塑料污染已成为 21 世纪最紧迫的环境挑战之一。塑料,尤其是微塑料,广泛存在于海洋生态系统中,从地表水到深海海沟。塑料不仅对海洋生物造成物理损害,还携带有毒化学物质,带来额外风险。

塑料通过各种途径进入海洋。这些途径包括来自陆地来源的管理不善的废物、航运活动和石油平台。陆地上的塑料废物通常通过河流输送到海洋,在废物管理不善的地区,塑料的浓度尤其高。当塑料废物分解成更小的碎片时,它会形成难以从海洋环境中清除的微塑料。

全球塑料产量的快速增长是导致塑料污染危机日益严重的另一个关键因素。根据联合国报告,到 2050 年,全球塑料产量将超过11 亿吨,其中大量塑料流入海洋

塑料含有各种化学添加剂,其中许多对海洋生物和人类有毒。各种塑料产品中已发现超过16,000 种不同的化学物质,其中至少有4,200 种是高度危险的。这些化学物质包括增塑剂、稳定剂、阻燃剂和颜料,它们会随着塑料降解而渗入环境中。

此外,塑料还充当化学海绵,吸引和积累周围水域的污染物。这种现象尤其令人担忧,因为塑料可能携带重金属、杀虫剂和持久性有机污染物 (POP),这些污染物会随着动物摄入塑料颗粒而进入海洋食物网。

塑料污染对沿海生态系统的影响既有物理影响,也有化学影响。较大的塑料碎片可能会缠住海洋生物,导致受伤或死亡。海洋生物误食塑料也很常见,动物会误食塑料作为食物。这不仅危害个别物种,还会破坏整个食物链。

塑料中的化学物质尤其令人担忧,因为它们会导致内分泌紊乱、癌症和海洋生物的生殖损害。此外,这些化学物质会在海鲜中积累,对人类健康构成威胁。研究表明,塑料中的化学物质与全球数百万例心脏病和数十万人死亡有关,进一步说明了这一问题的全球规模。

塑料污染与人类健康

虽然塑料污染的生态影响已被广泛研究,但人们越来越担心塑料衍生化学物质对人类的健康风险。人类摄入微塑料,无论是直接通过海鲜还是间接通过受污染的水,都已被证明是接触化学物质的重要途径。塑料化学物质在人体组织中的积累与一系列健康问题有关,包括荷尔蒙紊乱、生殖毒性和免疫系统损伤。

塑料污染对渔业的影响是深远的,因为塑料可以通过误以为塑料颗粒为食物的海洋生物进入食物链。这不仅危害海洋生物,还威胁依赖海鲜作为主要蛋白质来源的人类。世界卫生组织 (WHO)对海鲜中的微塑料可能带来的健康风险表示担忧,因为这些污染物可以传递给人类,导致化学生物累积。

长期接触塑料中的化学物质,如双酚 A (BPA)和邻苯二甲酸酯,与多种健康问题有关。这些化学物质会干扰激素的产生和功能,导致发育和生殖问题。鉴于塑料在消费品中的广泛使用,人类接触这些化学物质几乎是不可避免的,这使其成为一个全球公共卫生问题。

新的研究发现

对沿海水污染的研究,尤其是营养物、化学物质和塑料的研究,揭示了这些污染物如何与海洋生态系统相互作用,以及它们对生物多样性和人类健康的重大影响。

一项新的研究,利用一种名为MARINA-Multi的新模型,该模型已应用于全球10,226个子流域。该模型有助于量化河流向沿海水域排放的污染物。

该研究量化了全球河流向沿海水域输送的营养物、化学物质和塑料,按来源和子流域进行。模拟的全球河流向海洋的出口量大约为: 40,000 吨氮、1,800 吨磷、45 千吨微塑料、490 千吨大塑料、400 吨三氯生(Triclosan,是一种广泛用于消毒和抗菌的化合物,常见于牙膏、洗手液和护肤品中)和 220 吨双氯芬酸。

约四分之三的污染物被输送到大西洋和太平洋​​​.分散源(例如农业)对氮和大塑料的贡献率为95-100% 。点源(例如污水)对磷和微塑料的贡献率为40-95%。全球近45%的子流域区域是多污染物热点地区,居住着全球89%的人口。这些发现可以为减少海洋中多种污染物的策略提供支持。

思考

不同类型的肥料在沿海地区造成营养污染方面发挥了哪些具体作用? 沿海生态系统对营养物污染的恢复力如何因地理区域和生态系统类型而异?

塑料中的化学物质如何与不同营养级的海洋生物相互作用?塑料化学污染与重金属或药物等其他污染物的协同效应是什么?

 

 

参考文献:Causes of coastal waters pollution with nutrients, chemicals and plastics worldwidedoi.org/10.1016/j.marpolbul.2023.115902

 

 


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