上海市海洋垃圾分布、組成與來源分析*

國 峰,李志恩,秦玉濤,范海梅

(國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心 上海 200137)

上海市海洋垃圾分布、組成與來源分析*

國 峰,李志恩,秦玉濤,范海梅

(國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心 上海 200137)

摘 要:海洋垃圾包括海上漂浮垃圾、海灘垃圾和海底垃圾。國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心在2010-2012年對上海市海洋垃圾實(shí)施了連續(xù)監(jiān)測,結(jié)果分析表明,上海市海灘垃圾平均密度為14萬個/km2,塑料類的數(shù)量最多,約占63%。海灘垃圾以來源于人類海岸活動和娛樂活動的垃圾為主,約占74%。約有95%的海灘垃圾是因為人類的陸地活動產(chǎn)生,隨后進(jìn)入海洋的。上海市海灘垃圾密度遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)記載的全球其他地區(qū)的海灘垃圾密度。監(jiān)測海域未發(fā)現(xiàn)漂浮垃圾和海底垃圾。

關(guān) 鍵 詞:海灘垃圾;分布;組成;來源

海洋垃圾是指海洋和海岸環(huán)境中具持久性的、人造的或經(jīng)加工的固體廢棄物。海洋垃圾通?；蚴窃诤Ｉ媳蝗祟悂G棄、或是從陸地通過地表徑流、或是因自然災(zāi)害等方式進(jìn)入海洋。統(tǒng)計資料表明[1],人類活動產(chǎn)生的海洋垃圾數(shù)量驚人,全球每年大約有640萬t的垃圾進(jìn)入海洋,而每天就有大約800萬件垃圾進(jìn)入海洋。海洋垃圾進(jìn)入海洋大約有70%沉降至海底, 15%漂浮在水體表面,5%駐留在海灘上。

海洋垃圾是在全球海洋中遍布最廣、最困擾世界各國的海洋環(huán)境污染問題之一,它反映了人類活動對海洋環(huán)境的影響[2]。世界上許多組織,如海洋保護(hù)中心,一直在采集和分析海灘垃圾數(shù)據(jù),以期引起人們對日益嚴(yán)重的海洋垃圾問題的重視[3]。通過開展海洋垃圾監(jiān)測項目,可以了解海洋垃圾的類型、來源和引發(fā)的問題,為減輕和防止海洋垃圾污染的管理和規(guī)范提供技術(shù)支持。為了分析海洋垃圾對海洋生物的影響程度,包括中國在內(nèi)的全世界各國研究學(xué)者們發(fā)表了許多關(guān)于海岸帶海洋垃圾數(shù)量和組成的研究成果[4]。

上海市人口密度極高,濱海旅游、海洋工程、海上航運(yùn)等海洋經(jīng)濟(jì)活動占據(jù)極其重要的地位,這也給海洋環(huán)境帶來了極大壓力。東海環(huán)境監(jiān)測中心開展了上海市海洋垃圾的監(jiān)測,積累了多年的監(jiān)測數(shù)據(jù)。本文統(tǒng)計分析了2010 -2012年間上海市海洋垃圾的數(shù)量、分布、組成和來源,為防止海洋垃圾入海和提出規(guī)范垃圾處理方式,減輕對海洋環(huán)境污染的管理措施提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

1 監(jiān)測概況與方法

2010-2012年,分別在上海市金山區(qū)山陽鎮(zhèn)漁業(yè)村沙灘和奉賢區(qū)鄰近海域開展了海灘垃圾、海面漂浮垃圾和海底垃圾的監(jiān)測,具體監(jiān)測區(qū)域見表1。金山區(qū)山陽鎮(zhèn)漁業(yè)村沿海岸邊多為飯館,以人類休閑娛樂為主,岸灘沉積類型為細(xì)粉砂,鄰近海域海洋功能區(qū)類型為風(fēng)景旅游區(qū)。海灘垃圾的調(diào)查單元設(shè)于平均高潮線處,在調(diào)查單元內(nèi)均勻布置4條調(diào)查斷面,每條斷面調(diào)查范圍均為75 m2。杭州灣北岸的奉賢鄰近海域漂浮垃圾和海底垃圾監(jiān)測拖網(wǎng)海域的調(diào)查面積約1 900 m2。

表1 海灘垃圾監(jiān)測斷面位置

海洋垃圾的監(jiān)測包括樣品采集、分類、計數(shù)、測量大小、稱重、統(tǒng)計密度、辨識其來源等步驟。首先,對采集到的海洋垃圾按其材料進(jìn)行分類,包括塑料類、聚苯乙烯塑料泡沫類、木制品類、紙類、金屬類、橡膠類、織物 (布)類、玻璃類和其他類;其次,對海洋垃圾進(jìn)行計數(shù)、測量大小和稱重 (干重),統(tǒng)計不同種類垃圾的數(shù)量和重量;第三,根據(jù)調(diào)查面積計算其密度,包括數(shù)量密度(個/km2)和重量密度(g/km2);最后,辨識海洋垃圾的來源。

海洋垃圾來源統(tǒng)計分析采用西北太平洋組織(NOWPAP)的統(tǒng)計方法,匯總?cè)勘O(jiān)測數(shù)據(jù),按人類海岸活動和娛樂活動、其他棄置物、航運(yùn)/捕魚、吸煙相關(guān)、醫(yī)療/衛(wèi)生用品等五類對收集到的垃圾進(jìn)行來源統(tǒng)計分析(表2)。

表2 海洋垃圾來源分類

垃圾碎片的(^D)密度(個或g/km2)計算方法如下:

式中:w為調(diào)查斷面寬度或拖網(wǎng)的有效寬度(m);L為調(diào)查斷面的總長度(m);n為垃圾碎片的數(shù)量或重量總和 (個或g)。

2 結(jié)果與討論

2.1 海灘垃圾

2.1.1 海灘垃圾的數(shù)量和重量分布

2010-2012年海灘垃圾的數(shù)量范圍為40～46個,2011年數(shù)量略多于其他兩個年度, 2010、2011年海灘垃圾的重量相近,無明顯差異。三年間,4個監(jiān)測斷面的海洋垃圾數(shù)量未發(fā)生明顯變化(圖2),斷面2三年的總數(shù)量最多(38個),斷面3最少(26個)。

2010-2012年海灘垃圾的重量范圍為950～5 264 g,2012年垃圾重量約為前兩年的4倍。2012年,在斷面3和斷面4分別采集到鞋子和玻璃瓶各1個,導(dǎo)致該年度斷面3和斷面4的重量明顯增加。

圖1 2010-2012年上海市海灘垃圾數(shù)量和重量統(tǒng)計

圖2 2010-2012年上海市海灘各監(jiān)測斷面垃圾數(shù)量和重量統(tǒng)計

2.1.2 海灘垃圾密度與組成

海灘垃圾數(shù)量密度范圍為13萬～15萬個/km2,平均密度為14萬個/km2,遠(yuǎn)大于東海區(qū)海灘垃圾的平均密度(3萬個/km2),但比福建省泉州崇武西沙灣海域海灘的數(shù)量密度小(39萬個/km2)。高于我國近岸海域海灘垃圾的平均密度[5](62 686個/km2),遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)中記載的其他國家的海灘垃圾密度(0.46～66.0個/km2)。

按垃圾類型的數(shù)量統(tǒng)計,2010-2012年的海灘垃圾均以塑料類數(shù)量最多,占總數(shù)量的范圍為52%～71%,平均占63%;其次是聚苯乙烯泡沫塑料類垃圾,范圍為8%～24%,平均占15%;玻璃類垃圾,占總數(shù)量的5%～10%,平均占8%;其余五類垃圾數(shù)量所占比例合計約14%,所占比例最小的是橡膠類,為1%。

2010-2012年海灘垃圾碎片平均重量為7 387 g,平均密度為8 208 kg/km2,密度范圍為3 167～17 547 kg/km2。按垃圾類型的重量統(tǒng)計,以塑料類最大,占海灘垃圾總重量的44%;其次為織物(布)類垃圾,占總重量的28%;玻璃類垃圾占總重量的22%;其余五類垃圾所占總重量的比例合計約5%,所占比例最小是紙類,小于1%。上海市的海灘垃圾遠(yuǎn)大于東海區(qū)海灘垃圾平均密度(1 321 kg/km2)。

圖3 2010-2012年上海市海灘垃圾密度和組成

2.1.3 海灘垃圾的來源分析

上海市海灘垃圾的來源見圖4。來源于人類海岸活動娛樂活動的海灘垃圾最多,約占74%(63%～83%),遠(yuǎn)大于東海區(qū)海灘垃圾的平均比例47%(2011年);其次是其他棄置物,約占21%(15%～30%),小于東海區(qū)海灘垃圾的平均比例41%(2011年)。有大約5%的海灘垃圾來源與航運(yùn)/捕魚活動(0～7%),與東海區(qū)海灘垃圾的平均比例相同。未發(fā)現(xiàn)來源于醫(yī)療/衛(wèi)生用品和與吸煙相關(guān)的海灘垃圾。

許多采集到的有害的海洋垃圾都會對海洋生物乃至人類產(chǎn)生極大的危害,比如塑料袋、漁網(wǎng)等不可能被生物利用的垃圾被人們從陸地上丟棄,順著地表徑流和潮汐進(jìn)入海洋或從船舶上被丟棄入海。這些垃圾中,塑料類垃圾所占比例最多,對海洋生物的危害也最為明顯,主要表現(xiàn)在纏繞致死和吞食致死。海洋塑料類垃圾不僅威脅海洋生物的生存,也開始侵襲海岸帶上的居民。1987年和1988年的夏天,紐約長島、新澤西等地的大西洋沿岸海灘因出現(xiàn)大量一次性塑料制品垃圾而被關(guān)閉[7]。

圖4 2010-2012年上海市海灘垃圾來源

2.2 漂浮垃圾和海底垃圾

奉賢鄰近海域漂浮垃圾拖網(wǎng)監(jiān)測時長10分鐘,拖網(wǎng)時的船速3.7 km/h,拖網(wǎng)時行船距離600 m。網(wǎng)口寬度0.8 m,網(wǎng)孔孔徑0.5 mm。

奉賢鄰近海域海底垃圾拖網(wǎng)監(jiān)測時長15分鐘,拖網(wǎng)時的船速3.7 km/h,拖網(wǎng)時行船距離925 m,海底深度10 m。網(wǎng)口寬度1.5 m,網(wǎng)孔孔徑20 mm。

該海域海面較清潔,未發(fā)現(xiàn)海面漂浮垃圾,海底也沒有拖到垃圾。

漂浮垃圾比文獻(xiàn)記載[2](0.282～250個/km2)中的低。

3 討論與建議

本文分析了2010-2012年上海市海洋垃圾的數(shù)量、分布、組成和來源。結(jié)果表明,海灘垃圾高于文獻(xiàn)記載的全球其他地區(qū)的垃圾密度,海洋漂浮垃圾、海底垃圾密度低于文獻(xiàn)記載的全球其他地區(qū)的垃圾密度。垃圾的主要組成是塑料類和聚苯乙烯泡沫塑料類(共計78%)。約95%的垃圾來源于源自陸地人類活動。上海市的海灘垃圾密度處于較高水平,對海洋生物將會產(chǎn)生很大的負(fù)面影響,必須采取多種有效的措施防止或減緩海灘垃圾的產(chǎn)生。

3.1 增強(qiáng)海洋垃圾監(jiān)測能力

目前上海市開展海洋垃圾監(jiān)測的海灘和漂浮垃圾監(jiān)測海域合計只有2處,每年監(jiān)測的面積合計僅2 800 m2,覆蓋面積不足上海市海洋環(huán)境監(jiān)測面積[6]的千分之二,監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性不強(qiáng)。為了更全面掌握所轄海域的海洋垃圾數(shù)量和分布,有必要結(jié)合業(yè)務(wù)化的海洋監(jiān)測工作,開展更多海域的海洋垃圾監(jiān)測,擴(kuò)大監(jiān)測的覆蓋面積。

3.2 提高公眾環(huán)保意識

每年7月18日的世界海洋日,國家海洋局各級管理部門都會組織海洋環(huán)境保護(hù)宣傳活動,支持和鼓勵公眾參與保護(hù)海洋減少廢物排放的環(huán)保行動,有效提高了公眾的海洋環(huán)保意識,逐步養(yǎng)成不隨手丟棄垃圾的良好習(xí)慣。建議試驗性地建立一些志愿人員觀測點(diǎn)[7],公眾的參與也在某種程度上有助于海洋環(huán)境保護(hù)工作的深入開展,使組織者及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

3.3 定期清理海洋垃圾

為減少海洋垃圾數(shù)量,有必要定期開展海洋垃圾的清理活動。廈門市自1996年開展了海洋漂浮垃圾清理,每月清理海域面積約60 km2,每年清理海洋漂浮垃圾以千噸計[1]。大連市環(huán)保志愿者協(xié)會聯(lián)合企業(yè)力量和社會力量進(jìn)行了多次大規(guī)模的打撈海洋漂浮垃圾實(shí)踐活動,組織了1 500多名志愿者,打撈出漂浮垃圾約4 t[8]。國家海洋局東海環(huán)境監(jiān)測中心也連續(xù)幾年聯(lián)手上海市各區(qū)縣海洋局在奉賢、南匯、崇明多個海灘積極開展定期清理海灘垃圾的行動,并開展公益宣傳,為有效防止陸源垃圾入海進(jìn)行了有益的嘗試。

本文所列舉的數(shù)據(jù)可作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),用于未來海洋垃圾趨勢分析;本文統(tǒng)計的結(jié)果可幫助海洋管理部門了解東海海洋垃圾的數(shù)量、組成和來源,有助于有關(guān)部門從廢棄物的來源著手制定具有針對性的預(yù)防和控制措施,解決海洋垃圾污染問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 許林之.我國海洋垃圾監(jiān)測與評價[J].環(huán)境保護(hù), 2008,405(10A):67-68.

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[3] MOORE S L,ALLEN M J.Distribution of anthropogenic and natural debris on the mainland shelf of the Southern California Bight.[J].Marine Pollution Bulletin,2000,40(1):83-88.

[4] 毛達(dá).海洋垃圾污染及其治理的歷史演變[J].云南師范大學(xué)學(xué)報:哲學(xué)社會科學(xué)版,2010,42(6): 56-66.

[5] 國家海洋局.2011年中國海洋環(huán)境狀況公報[R]. 2012.

[6] 上海市海洋局.2011年上海市海洋環(huán)境質(zhì)量公報[R].2012.

[7] 范志杰.海洋環(huán)境中漂浮垃圾的監(jiān)測方法[J].海洋環(huán)境科學(xué),1997,16(2):42-45.

[8] 馬成恩.齊抓共管,防止海洋垃圾污染[J].環(huán)境保護(hù),2008,19:72-75.

*基金項目:海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費(fèi)項目(200905010-2);海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費(fèi)項目(201005014-1).