2011年海洋垃圾监测分析

2011年海洋垃圾监测分析

海洋垃圾的监测海洋垃圾是指在海上和海岸环境中长期形成的、人为的或加工后的固体垃圾。统计资料表明,人类活动产生的海洋垃圾数量惊人,全球每年大约有640万t的垃圾进入海洋,而每天就有大约800万件垃圾进入海洋。海洋垃圾进入海洋大约有70%沉降至海底,15%漂浮在水体表面,5%驻留在海滩上。海洋垃圾是在全球海洋中遍布最广、最困扰世界各国的海洋环境污染问题之一,也是受到公众高度关注的环境问题之一,它反映了人类活动对海洋环境的影响。海洋垃圾通常是在海上被人类丢弃、从陆地通过地表径流、或因自然灾害等方式进入海洋。它们可能会被海流或潮流携带漂流很长一段距离,可能在大洋中聚集成为“垃圾山”,也可能沉人海底。在过去的几十年里,海洋垃圾被视为威胁海洋生物的海洋污染指标之一。世界上许多组织,如海洋保护中心,一直在采集和分析海滩垃圾数据,以期引起人们对日益严重的海洋垃圾问题的重视。通过开展海洋垃圾监测项目,可以了解海洋垃圾的类型、来源和引发的问题,为减轻和防止海洋垃圾污染的管理和规范提供技术支持。海洋垃圾对海洋生态环境带来的影响日益严重,作为行动的第一步,目前已开展了许多监测海洋垃圾数量的行动。为了分析海洋垃圾对海洋生物的影响程度,包括中国在内的各国研究学者发表了许多关于海岸带海洋垃圾数量和组成的研究成果。东中国海(ECS)沿海省市人口密度极高,滨海旅游、海洋工程、海上航运、海水养殖等海洋经济活动占据极其重要的地位,这也给ECS海洋环境带来了极大压力。自2007年,国家海洋局东海分局开始组织对东海海洋垃圾的监测。通过监测,了解ECS海洋垃圾的数量、分布、组成和来源,建立海洋垃圾的基础数据资料,为进一步防止海洋垃圾入海和提出规范垃圾处理方式,减轻对海洋环境污染的管理措施提供相应的技术支持。1调查方法及数据来源2011年,ECS沿海的上海市、浙江省、宁波市和福建省对11处海域进行了海洋垃圾的监测,分别包括10处海域的海面漂浮垃圾、10处海域的海滩垃圾、2处海域的海底垃圾。其中,海面漂浮垃圾包括漂浮大块(>10cm且<1m)及特大块垃圾(>1m)和表层水体漂浮小块(<2.5cm)及中块(≥2.5cm且≤10cm)垃圾。监测面积合计约4.64km2,每年监测1次,监测时间集中在5月和9月。具体监测区域和监测方法见表1和图1。首先对采集到的海洋垃圾进行分类、计数、测量大小、称重并辨识其来源。按垃圾的材料,将海洋垃圾分为塑料类、聚苯乙烯塑料泡沫类、木制品类、纸类、金属类、橡胶类、织物(布)类、玻璃类和其它类。通过统计各监测海域/海滩不同种类垃圾的数量和质量,计算调查面积,进而计算其密度,包括数量密度(个/km2)和质量密度(g/km2)。海洋垃圾来源统计分析采用西北太平洋组织(NOWPAP)的统计方法。汇总全部监测数据,按人类海岸活动、航运/捕鱼活动、吸烟用品、医疗/卫生用品、其它弃置物等5类对收集到的垃圾进行来源统计分析(见表2)。垃圾碎片的()密度(个或g/km2)计算方法如下:式中:w——调查断面宽度或拖网的有效宽度(m);L——调查断面的总长度(m);n——垃圾碎片的数量或质量总和(个或g)。2结果与讨论2.1浮垃圾2.1.1浮垃圾的数量和组成2.1.1.垃圾破碎密度在7处海域开展了漂浮大/特大块垃圾碎片的采样。采集到的漂浮大/特大块垃圾碎片的数量总计有52个,包括泡沫、浮标、矿泉水瓶、木条、农药瓶、片状木片、瓶子、一次性杯子、渔网、雨伞等。各海域漂浮大/特大块垃圾碎片的平均密度为11/km2,密度范围为0～125/km2。按采集到的漂浮大/特大块垃圾碎片的类型统计,可分为金属类、聚苯乙烯泡沫塑料类、木制品类、塑料类、织物(布)类、纸类、玻璃类等7大类。聚苯乙烯泡沫塑料类数量最多,占总数量的37%;其次是木制品类和塑料类,均占总数量的21%;其余四类所占比例均不大于10%,比例最小的是金属类(2%)。浙江省台州椒江口沿岸漂浮大/特大块垃圾碎片数量密度最大,为125/km2,其次是浙江省温州洞头状元岙元觉岛和宁波象山石浦皇城海域,密度分别为41/km2和34/km2;福建省福州长乐漳港海域未发现漂浮大/特大块垃圾碎片。2.1.1.漂浮材料种类和密度在9处海域开展了海洋漂浮中小块垃圾的采样。采集到的各类漂浮中/小块垃圾共计58个,包括尼龙绳、木头、塑料片、泡沫、香烟头等,可分为聚苯乙烯泡沫塑料类、木制品类、塑料类、橡胶类、纸类等5大类。各海域漂浮中/小块垃圾碎片按数量统计(见图3),平均密度为1045/km2,密度范围为0～15551/km2。以塑料类数量最多,占总数量的66%;其次是木制品类(22%);其余三类漂浮中/小块垃圾数量所占比例均不大于10%。漂浮中/小块垃圾碎片的质量总计有284.9g,按质量统计,平均密度为5131g/km2,范围为0～75492g/km2。以聚苯乙烯泡沫塑料类和塑料类所占质量比例最大,分别占总质量的10.6%和39.7%;其次是木制品类(15.0%)、橡胶类(0.1%)。福建漳州东山乌礁湾是垃圾碎片密度最大的海域(15551/km2),塑料类垃圾比例最大(75%,平均是66%),其次是木制品(25%,平均是22%)。洞头状元岙元觉岛(10811/km2)和莆田秀屿平海海域(8060/km2)密度均远高于其他海域。元觉岛海域垃圾碎片塑料类占100%,秀屿平海海域的塑料类所占比例与全海域比例相同,均为66%。上海市奉贤海域和浙江台州椒江口沿岸海域均未发现漂浮中小块垃圾碎片。其余4处海域的数量密度均小于1000个/km2。2.1.1.漂浮垃圾的密度在ECS10处海域的采样中,漂浮垃圾平均密度为24/km2,密度范围为0～893/km2。漂浮垃圾以塑料类(45%)为主,木制品和聚苯乙烯塑料类各占22%,金属类、织物类和橡胶类最少,各占1%。就数量而言,中/小块漂浮垃圾占53%,大/特大块垃圾占47%,两者数量相当。就密度而言,中/小块漂浮垃圾的密度是大/特大块垃圾密度的92倍,远大于大块/特大块垃圾密度。泉州崇武西沙湾海域的漂浮垃圾密度最大,其次是舟山朱家尖千沙沙滩。福州长乐漳港海域和上海市奉贤海域未发现漂浮垃圾。2.1.2航运/回舞活动水质海面漂浮垃圾的来源见图4。在大多数监测海域,来源于人类海岸活动的漂浮垃圾最多,约占49%(20%～80%);其次是其他弃置物(如木片、玻璃片、泡沫盒等),约占39%(20%～100%)。有大约6%的漂浮垃圾来源于航运/捕鱼活动(7%～14%)。吸烟用品的漂浮垃圾占4%,来源于医疗/卫生用品的漂浮垃圾所占比例最少,仅2%。海面漂浮中小块垃圾中,64%来源于人类海岸活动;31%来源于其他弃置物;吸烟用品的仅占5%。海面漂浮大/特大块垃圾中48%来源于其他弃置物;33%来源于人类海岸活动,来源于航运/捕鱼活动的占13%,吸烟用品仅占2%。海面漂浮垃圾绝大多数来自陆地,约占94%,而这些来源于陆地的漂浮垃圾多由人类海岸活动/娱乐活动和其他弃置物贡献。因漂浮垃圾的具体种类主要由塑料类组成,可以推断的是,这些漂浮垃圾很可能是沿径流带入或海边活动弃置进入海洋的。2.2塑料类和他类在10处海滩开展了海滩垃圾的采样。采集到的海滩垃圾碎片共计690个,包括袋子、烟头、木头、瓶子、尼龙绳、木块、盖子、泡沫块、泡沫、片状木片、塑料袋、绳子、矿泉水瓶、竹片等,可分为塑料类、木制品类、纸类、玻璃类、金属类、织物(布)类、橡胶类、聚苯乙烯泡沫塑料类及其他类(人造物品及无法辨识的材料)等9大类。2.2.1密度和质量ECS监测区域海滩垃圾数量的平均密度为31001/km2,范围为5690～392500/km2。按垃圾类型的数量统计,以塑料类数量最多,占总数量的49%;其次是木制品类垃圾,占总数量的17%;聚苯乙烯泡沫塑料类垃圾占10%;其余六类垃圾数量所占比例均小于10%,所占比例最小的是橡胶类,为1%。福建省泉州崇武西沙湾海域海滩的数量密度最大,为392500/km2;其次是莆田秀屿平海海域海滩,密度为213333/km2;最小的只有5690/km2,是福州长乐漳港海域沙滩。海滩垃圾碎片质量总计为36.347kg,平均密度为1633kg/km2,范围为109～17729kg/km2。按垃圾类型的质量统计,以塑料类最大,占海滩垃圾总质量的31%;其次为木制品类垃圾,占总质量的23%;玻璃类垃圾,占总质量的24%;其余六类垃圾所占总质量的比例均小于10%,所占比例最小是纸类,为1%。浙江省温州洞头状元岙元觉岛海滩的质量密度最大,为17739kg/km2;其次是浙江省象山石浦皇城沙滩,密度为162529kg/km2;最小的只有1099kg/km2,是福州长乐漳港海域。2.2.2其他弃置物海滩垃圾的来源见图6。在大多数监测海域,来源于人类海岸活动的海滩垃圾最多,约占47%(15%～74%);其次是其他弃置物(如木片、玻璃片、泡沫盒等),约占41%(14%～63%)。有大约5%的海滩垃圾来源于航运/捕鱼活动(0%～10%)。吸烟用品的海滩垃圾占7%,未发现来源于医疗/卫生用品的海滩垃圾。2.3海底垃圾排放在ECS开展了海底垃圾监测的海域共有2处,分别为上海市奉贤邻近海域和宁波市象山石浦皇城沙滩邻近海域。上海市奉贤邻近海域海底拖网未监测到海底垃圾。宁波象山石浦皇城沙滩邻近海域海底垃圾的数量、质量及其密度统计结果见表3。该海域监测面积共计56000m2,拖网监测到的海底垃圾共计4大类16个,数量密度为286个/km2;垃圾质量共计391.3g,质量密度为6988g/km2。海底垃圾主要来源于其他弃置物的占50%;其次是人类海岸活动,占44%,吸烟用品等占6%。2.4海洋垃圾组成和来源在11处海域采集到海滩垃圾、漂浮(大块/特大块、中/小块)和海底垃圾共计816个。海滩垃圾的密度最大(31001/km2),低于我国近岸海域海滩垃圾的平均密度(62686/km2)远高于文献中记载的其他国家的海滩垃圾密度(0.46～66.0/km2)。密度最低的是漂浮垃圾(0～893/km2,平均24/km2),也比文献记载(0.282～250/km2)中的高。ECS海洋垃圾的组成和来源分析见图7。这些垃圾的组成以塑料类居多,占49%;其次是木制品类垃圾(17%)和聚苯乙烯泡沫塑料类(11%);纸类、玻璃类、织物(布)类、金属类所占比例较小,分别为7%、5%、4%、3%;其余种类的海洋垃圾均小于1%。许多采集到的有害的海洋垃圾都会对海洋生物乃至人类产生极大的危害,比如塑料袋、渔网等不可能被生物利用的垃圾被人们从陆地上丢弃,顺着地表径流和潮汐进入海洋或从船舶上被丢弃入海。这些垃圾中,塑料类垃圾所占比例最多,对海洋生物的危害也最为明显,主要表现在缠绕致死和吞食致死。海洋塑料类垃圾不仅威胁海洋生物的生存,也开始侵袭海岸带上的居民。1987年和1988年的夏天,纽约长岛、新泽西等地的大西洋沿岸海滩因出现大量一次性塑料制品垃圾而被关闭。来源于人类海岸活动的垃圾数量最多,占总数量的47%;轮胎、荧光灯管、窗纱、电线、灯泡、玻璃片等归属为其他弃置物类的垃圾数量有338个,占42%;其余则来源于吸烟用品、航运/捕鱼活动和医疗/卫生用品等3个途径。所有这些来源中,有约95%的垃圾都是源自陆地,随地表径流或潮汐进入海洋的,可归为人类陆地活动。3海洋资源污染的主要组成本文分析了2011年ECS近岸11处海域海洋垃圾的数量、分布、组成和来源。结果表明,漂浮大/特大块垃圾碎片的平均密度为11/km2,漂浮中/小块垃圾碎片平均密度为1045/km2,海滩垃圾数量的平均密度为31001/km2,海底垃圾密度为286/km2。海滩垃圾、海洋漂浮垃圾、海底垃圾密度均高于文献记载的全球其他地区的垃圾密度,垃圾的主要组成是塑料类和木制品类(共计66%)。约95%的垃圾源源自陆地人类活动。ECS的海洋垃圾密度处于较高水平,对海洋生物将会产生很大的负面影响,必须采取多种有效的措施防止或减缓海洋垃圾的产生。例如加强海洋垃圾监测、开展公众教育活动、定期清理海洋垃圾、新建或完善相关法规等。为了保护海洋生态环境,具体可采取如下措施。(1)监测数据的代表性不强目前在ECS开展海洋垃圾监测的海域仅11处,每年监测的面积仅4.64km2,覆盖面积不及ECS全海域十万分之一,监测数据的代表性不强。海滩垃圾的选址也存在一些问题,例如有些海滩选择的是滨海旅游沙滩,受人类活动的影响非常大,导致监测到的海滩垃圾密度远高于全球其他地区。为了更全面掌握所辖海域的海洋垃圾数量和分布,有必要对监测区域的选址进行更多的论证,同时可以结合业务化的海洋监测工作,开展更多海域的海洋垃圾监测,扩大监测的覆盖面积。(2)提高公众的海洋意识和环保意识每年7月18日的世界海洋日,国家海洋局各级管理部门都会组织海洋环境保护宣传活动,支持和鼓励公众参与保护海洋减少废物排放的环保行动,有效提高了公众的海洋环保意识,逐步养成不随手丢弃垃圾的良好习惯。鼓励船舶垃圾带回陆上清理,减少海洋垃圾倾倒量。建议试验性地建立一些志愿人员观测点,公众的参与也在某种程度上有助于海洋环境保护工作的深入开展,使组织者及时发现问题、解决问题。(3)海洋漂浮垃圾趋势分析为减少海洋垃圾数量,有必要定期开展海洋垃圾的清理活动。厦门市自1996年开展了海洋漂浮垃圾清理,每月清理海域面积约6