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科學探索未解之謎海洋

生活 更新时间:2024-11-16 17:19:48

錢江晚報·小時新聞記者 郭聞

科學探索未解之謎海洋(海底萬米深淵和海洋生物體内都出現了它)1

黑色底闆上的白色裝片是載有微塑料的濾膜,顯示屏上是放大的濾膜内容, 裡面有微塑料(儀器是制樣顯微鏡)

“海鬥一号”潛水器下潛到了10907米深度。下潛過程中,它看到海平面的石油,看到了海底沉船,看到了深海魚類……而在潛到水下萬米的位置時,它看到了什麼?

它吃驚地發現,有一件人造物出現在這裡——塑料。是的,人類活動産生的塑料污染已經沉入了海底,也被大海記在了心裡。

微塑料污染

海洋中無處不在

每年,有數百萬噸塑料流入海洋;過去40多年,全球海洋物種種群數量減少過半。

海洋塑料垃圾不僅破壞海洋生物栖息地,更重要的是它在環境中的持久性,科學家推測每個塑料制品可能會在環境中留存長達400~1000年,被認為是海洋動物面臨的最難解決的人類威脅之一。海洋塑料污染已成為與氣候變化、臭氧耗竭、海洋酸化并列的全球重大環境問題。

為什麼塑料會如此難纏?

這是因為,塑料其實是高分子的一種。那高分子是什麼?簡單說,高分子就是分子結構比較龐大、由很多重複單元相連接而成的長鍊條,我們日常吃的果蔬中含有的纖維素、澱粉,就是天然高分子。說到這裡大家就要問:果蔬不是很好降解嗎?按理塑料也是呀!

至于這個問題,我們可以先來看看降解的原理:一般是靠生物代謝或其他化學變化,把大分子轉化為小分子。但關鍵就在于塑料是經過高溫高壓和催化劑等條件下聚合形成的高分子量聚合物,分子之間形成了堅固的化學鍵,較高的分子量和穩定的結晶結構導緻塑料的耐受性很好,所以又耐腐蝕,降解速度又慢,微生物更是拿它沒辦法。

浙江海洋大學海洋科學與技術學院樊英萍博士的研究方向正是微型塑料,她剛剛參與了浙江省科技廳組織的《浙江省沿海微型塑料污染分布及監測調查》。科考中,從海水、海底沉積物采樣取得的樣品中發現,微塑料幾乎已成為海洋中無處不在的物質。

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金色的是鍍金載玻片,上面的白色顆粒物就是提取到的微塑料。正在顯微紅外光譜儀上進行微塑料的化學成分鑒定

微塑料是海洋塑料垃圾中的一個重要類型,目前一般是指尺寸小于5mm的塑料,包括通過各種途徑進入海洋的塑料工業使用的米粒大小的塑料顆粒原料、大塊塑料垃圾在海洋中經理化作用(海浪沖擊、水解和光降解等)形成的塑料碎屑、各種生活用品的添加物(例如衛生用品、美容用品等)和工業生産使用的抛光料等。

北大西洋8種魚類

體内都發現有微型塑料

由于微塑料的尺寸大小與沉積顆粒以及浮遊生物相當,容易被海洋生物錯誤地當作食物攝食,所以危害非常大。

早在2006年,便有超過267種海洋生物被報道攝食了塑料垃圾,這些生物包括哺乳類、海鳥、海龜和各種魚類。我們經常會看到一些照片,發現一些死亡的海鳥和海洋動物的肚子裡塞滿了塑料垃圾,無法進食是導緻它們死亡的直接原因。

樊老師說,海洋生物誤食塑料後,不僅會導緻胃腸道堵塞、減少正常食物刺激,并因此降低生物自身類固醇激素水平,延遲排卵,甚至導緻生殖活動失敗。另外海洋塑料中還含有高濃度的疏水性毒素,攝入附着毒素的海洋塑料會導緻毒素在海洋生物之間的擴散和傳播,最終影響整個生态系統的安全。

關于對海洋微塑料的研究,國外一些科學家早在上世紀七十年代便開始了,由此可見,對于它可能産生的環保危害,人們早已有所警惕。

有研究發現,北大西洋8種魚類的不同生長階段,産卵、幼魚和成體時期,其體内都發現有微型塑料;之後研究人員在實驗室條件下發現,端足類生物、沙蠶、藤壺等都能攝食微型塑料;這些無脊椎動物攝入微型塑料後,因塑料不能被消化,富集在身體内部,會導緻消化道内部擦傷和阻塞,就連浮遊生物攝入微塑料後,也會吃不下藻類等食物。

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這個是正在挑取濾膜上的微塑料(小的肉眼很難看到,就在針尖那 必須借助顯微鏡)

2012年,科學家對加納利群島38隻猛鹱(音hù,一種海鳥,吃魚類和軟體動物)調查發現,平均每隻猛鹱内髒含有8個微型塑料;在巴西戈亞納河口采集的三種銀鲈共425個樣品中,發現13.4%的銀鲈腸道内含有1~5mm的尼龍片段,其中部分來自它的食物,比如藤壺、端足類生物等。

2013年的時候,科學家又進一步檢查了北太平洋副熱帶環流海域的385個鵝頸藤壺腸胃系統,發現33.5%的藤壺含有微型塑料,數量在1~30個之間。

總體而言,微型塑料對海洋環境及生态有着嚴重的危害,尤其是對浮遊生物更可能是毀滅性的災難,海洋生物鍊自然也會受到影響。

考考你

出題老師:杭州公益中學科學老師陳鵬

化學題:

在深度為10890米的馬裡亞納海溝深淵,海洋深潛器所獲取的海洋生物體内全部被檢測出微塑料。這些直徑小于5毫米的塑料碎片和顆粒,被形象地稱為“海中的PM2.5”。

它的化學性質穩定,抗腐蝕能力強,常見的稀硫酸都不能腐蝕它。人們享受了使用它的便利,也承受着它帶來的傷害。

聚乙烯(polyethylene ,簡稱PE)是塑料的一種。已知它是由乙烯合成的一種線型高分子化合物,完全燃燒産物為二氧化碳與水。

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1、請通過化學式計算分析,若聚乙烯完全燃燒生成了二氧化碳與水,其質量比為:_________

2、在實際垃圾焚燒過程中,處理起來卻遠沒有想象中簡單,因為大部分塑料燃燒産物中有氯化氫等有害氣體,請分析下列哪些物質可以用來吸收氯化氫:______(多選)。

A.氫氧化鈉溶液 B.氯化鈉溶液 C.水 D.堿石灰

1、44:18

2、ACD

解析:

1、聚乙烯為高分子化合物,根據質量守恒定律,其碳、氫原子數量比與乙烯相同為6:1,完全燃燒生成的二氧化碳分子與水分子數量比為1:1,計算二氧化碳分子與水分子的相對分子質量,得出質量比為44:18;

2、氯化氫為酸性氣體易與堿性物質反應,所以氫氧化鈉、堿石灰都能吸收氯化氫,此吸收過程為化學變化;标準情況下,1體積水中能溶解500體積的氯化氫,所以也能通過水吸收氯化氫氣體,此過程為物理變化。

生物題:

“微塑料”是指直徑小于5毫米的塑料顆粒,它們有些來自碎裂的大塊塑料,有些來自人類的發明。在2018年歐洲腸胃病學會上,研究人員報告:已在人體糞便中檢測到多達9種微塑料。微塑料已經成為危害海洋生态系統的又一大殺手,下圖是某海洋生态系統中的部分生物,據圖分析:

科學探索未解之謎海洋(海底萬米深淵和海洋生物體内都出現了它)5

(1)圖中有__________條食物鍊。

(2)圖中植物能夠通過光合作制造有機物,為動物的生存提供食物,因此,植物是生态系統中的_______,動物直接或間接以植物為食,因此叫做_________。

(3)微塑料作為新型污染物,已經進入到海洋生物的食物鍊中,由于____________作用,________體内積累的微塑料最多。

答案:(1)4 (2)生産者 消費者 (3)富集 鲨魚

解析:(1)共4條如下:

海洋水生植物-海貝-大黃魚-鲨魚

海洋水生植物-海貝-帶魚-鲨魚

海洋水生植物-海貝-帶魚-烏賊-鲨魚

海洋水生植物-海牛-鲨魚

(2)植物能通過光合作用制造有機物,所以為生産者;動物不能制造有機物,直接或間接以植物為食,因此叫做消費者。

(3)在生态系統中,有害物質可以通過食物鍊在生物體内不斷積累,其濃度随着營養級别的升高而逐步增加,這種現象叫生物富集。圖中營養級别最高的是鲨魚,若海洋中充滿了微塑料,則該生态系統中鲨魚體内積累的微塑料濃度最高。

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