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常見而持久的微塑料是什么,為什么它會對北極海冰造成威脅?

作者：文/虞子期

在全世界的海洋和海灘中，塑料都是最常見而持久的一種污染物，它的普遍存在更成為了當今 社會 的重要難題之一。雖然，當我們提起塑料垃圾的時候，腦海中往往會浮現出瓶子在大海中漂移的畫面，但這些大顆粒的塑料垃圾，不過是海洋污染物的冰山一角。而那些看似不起眼的微塑料垃圾，卻構成了這個 社會 難題的重要部分，并隨著時間的推移在地球的水域中持續累積，以成為地球沉積層的永久組成部分。那么，可對環境造成極大破壞的微塑料到底是什么，它又與北極海冰的形成和融化方式存在哪些關聯？

事實上，微塑料的概念直到2004年才被科學家們提出，遍布于海水中、海底和海底沉積物中的它，同時還被稱為大海中的PM2.5。自塑料產品的大規模生產以來，僅有短短數十年的時間，然而，我們地球上的許多陸地和海洋都已積聚了大量的微塑料垃圾。微塑料是對環境造成污染的主要載體之一，這些塑料顆粒的直徑一般小于五毫米，并被劃分為次生微塑料和初生微塑料兩個主要類別。次生微塑料一般形成于大型塑料垃圾的分裂，比如，在物理、化學或生物過程中分裂所導致的體積減小；而初生微塑料則指的是如化妝品這種含有微塑料顆粒，并主要經由污水處理廠等排入水環境中的工業產品。

盡管，它們只占到了人類所丟棄廢物總體量的10%左右，但卻占據了海岸線堆積碎屑的更大比例。從鳥類和魚類的肚子，到漂浮大量塑料垃圾的小島，不管是湖泊還是海洋，微塑料的身影都有據可查且無處不在。對于此類多孔固體物質單位質量所擁有的面積大小，科學家們將其定義為“比表面積”，所以，體積越小的微塑料顆粒擁有更大的比表面積，并具有更強的吸附污染物的能力。比如，已大量存在于環境中的持久性有機污染物，它們與微塑料的相遇會形成有機污染球體，而充當了污染物坐騎一般的微塑料，就在大自然的環境中四處游蕩。

如果你以為那些被丟棄到海洋中的微塑料垃圾，并不會對遙遠的北極環境造成任何影響，那么，這個認知就大錯特錯了。這些微小的塑料污染物，并不會一直呆在被丟棄的海域里，而是隨著洋流漂移很長的時間和距離，這樣的過程會給北冰洋的原始水域帶來威脅。隨著淡水投入增加、以及資源開發活動和運輸量的加劇，科學家們預計，微塑料垃圾的濃度會在北極地區迅速增加。

眾所周知，北極海洋的生態系統本身就非常脆弱，因此，關于微塑料在北極地區的積累途徑和分布評估，是研究人員們當下最急于完成的事兒。然后，科學家們對微塑料是否可以滲入到北極的海冰結構中，以及它們的滲入方式會是怎樣的進行了研究。并最終得出這樣的結論：入射到海洋中的太陽輻射，可能會因為微塑料的存在而影響原本的吸收率，從而導致海冰的反照率發生變化。而海冰反射太陽能，正是海冰的關鍵特性之一，它可以調節大氣和海洋之間的熱交換過程。

盡管，有時可能會涉及到電磁光譜的某些紅外區域，但在一般情況下，反照率主要還是適用于可見光。比如，在天氣炎熱的夏季，當我們光著腳底走在柏油馬路上，便可以最直觀的感受到反照率的含義。因為，這樣的道路會比混泥土制成的道路具有更低的反照率，黑色的表面可以促使更多的能量被吸收，以及更少的能量被反射。而在海冰熱力學中，雖然海冰的反照率要比其他的地球表面高出許多，但被吸收的太陽能在加熱表面之后，也可能會使海冰的表面發生融化。

海洋的典型反照率值一般是在0.06左右，而海冰的反照率則會在0.5到0.7之間波動，也就是說，海洋反射進入的太陽輻射只有6%，海冰反射進入的太陽能量則達到了50%到70%，正是因為海冰吸收的太陽能更少，因而才保持了表面的涼爽狀態。而雪則具有比海冰更高的反照率，那些被雪覆蓋的厚海冰甚至反射了90%的入射太陽輻射，這讓海冰得到了很好的隔離，保持低溫的它們可以在夏季延遲冰的融化。但隨著積雪融化，其表面的反照率會降低至75%左右，于是導致了海冰的融化速度變得更快。

或許你有所不知，海冰的生長和融化也具有年度周期，而海冰反照率值的變化將對這些周期產生重要影響。科學家們對海冰進行了2組微觀研究，以驗證既定的假設理論是否正確：第一組用于測量光照水平，第二組用于收集海冰樣本。在研究人員手動添加了微塑料顆粒之后，檢測到了它們在海冰生長過程中所造成的影響。為了試驗結果的準確性，在該過程中添加的微塑料濃度并不相同，它們分別是用于對照的0添加顆粒濃度、120個的低濃度顆粒、380個的中濃度顆粒，，以及1200個的高濃度顆粒。

科學家們使用的微塑料跟蹤方式，是在冰凍的時候添加一種被稱為尼羅紅的燃料，因為在熒光燈下，它可以使我們添加進去的微塑料發出特有的光亮。研究人員就是通過這樣的方式，觀察微塑料如何在海冰的結構中濃縮，即添加進去的微塑料顆粒如何被保留在冰基層中。從觀察結果來看，雖然海冰的生長速度并不會受到微塑料的影響，但在具有中濃度和高濃度的微塑料的微觀海冰世界里，我們觀察到的海冰反照率發生了較為明顯的變化。簡而言之，對于微塑料濃度較高的區域、或是那些面臨微塑料濃度增加的區域，科學家們認為海冰的特性很可能會因此而發生變化，而這樣的變化則會進一步導致海冰的反照率、光化學，以及光生物過程受到影響。

標簽：北極海冰持久