海洋微塑料第一个全球视图显示季节性变化和来源

据估计，每年有 800 万吨塑料垃圾进入海洋，其中大部分被太阳和海浪冲击成微塑料——微小的斑点，可以在距离入口点数百或数千英里的地方流动。

这些碎片会危害海洋生物和海洋生态系统，而且很难追踪和清理。

现在，密歇根大学的研究人员开发了一种新方法，可以在全球范围内发现海洋微塑料并随着时间的推移对其进行跟踪，从而提供关于它们进入水中的位置、它们如何移动以及它们倾向于在哪里收集的每日时间表。

该方法依赖于 Cyclone 全球导航卫星系统 (CYGNSS)，可以提供全局视图或放大小区域以获取单个位置释放的微塑料的高分辨率图片。

该技术是对当前跟踪方法的重大改进，目前的跟踪方法主要依赖于浮游生物拖网渔船的零星报告，这些报告将微塑料与渔获物一起网捕。

“我们仍处于研究过程的早期，但我希望这可以成为我们跟踪和管理微塑料污染方式的根本变化的一部分，”密歇根大学气候与空间科学学院教授、校长克里斯鲁夫说CYGNSS 的研究员和新发表论文的资深作者。

他们最初的观察很有启发性。

大太平洋垃圾带的季节变化

研究小组发现，全球微塑料浓度往往因季节而异，在北半球的夏季月份在北大西洋和太平洋地区达到峰值。例如，6 月和 7 月是大太平洋垃圾带的高峰月份，这是北太平洋的一个汇聚区，在那里大量收集微塑料。

南半球的浓度在夏季的 1 月和 2 月达到峰值。研究人员说，冬季的浓度往往较低，这可能是由于更强的洋流破坏了微塑料羽流和增加的垂直混合将它们推向了水面以下。

数据还显示长江口的微塑料浓度出现了几次短暂的峰值——长期以来一直被怀疑是主要来源。

“怀疑微塑料污染的来源是一回事，但看到它发生又是另一回事，”鲁夫说。“过去可用的微塑料数据非常稀少，只是不可重复的简短快照。”

研究人员制作了显示全球微塑料浓度的可视化效果。通常聚集区是由于当地盛行的水流和汇聚带，太平洋地区是最极端的例子。

“让主要河口的羽流值得注意的是，它们是进入海洋的来源，而不是微塑料易于积聚的地方，”鲁夫说。

Ruf 说，这些信息可以帮助清理微塑料的组织更有效地部署船只和其他资源。研究人员已经在与荷兰清理组织 The Ocean Cleanup 进行谈判，以共同验证团队的初步发现。单点释放数据也可能对合国机构教科文组织有用，该机构赞助了一个工作组，以寻找跟踪微塑料释放到世界水域的新方法。

飓风跟踪卫星将目光投向塑料污染

该跟踪方法由 Ruf 和 UM 本科生 Madeline Evans 开发，使用来自 CYGNSS 的现有数据，该系统由 2016 年发射的八颗微型卫星组成，用于监测大型风暴系统中心附近的天气并支持对其严重程度的预测。Ruf 领导 CYGNSS 任务。

该过程的关键是海洋表面粗糙度，CYGNSS 已经使用雷达对其进行了测量。这些测量结果主要用于计算飓风眼附近的风速，但 Ruf 想知道它们是否还有其他用途。

“我们一直在对表面粗糙度进行这些雷达测量，并使用它们来测量风速，我们知道水中物质的存在会改变其对环境的响应，”鲁夫说。“所以我有了把整个事情倒过来做的想法，利用响应能力的变化来预测水中是否存在物质。”

使用来自 NOAA 的独立风速测量结果，该团队寻找海洋看起来不那么粗糙的地方，而不是应该给定的风速。然后，他们将这些区域与浮游生物拖网渔船的实际观察结果和预测微塑料迁移的洋流模型进行了匹配。他们发现较光滑的区域与具有更多微塑料的区域之间存在高度相关性。

Ruf 的团队认为，海洋粗糙度的变化可能不是由微塑料直接引起的，而是由表面活性剂引起的——表面活性剂是一种油性或皂状化合物，可降低液体表面的表面张力。表面活性剂往往伴随着海洋中的微塑料，因为它们经常与微塑料一起释放，而且因为它们一旦进入水中就会以类似的方式传播和收集。

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