這是個轉化無休止的地球嗎？(3)

海洋廢棄物，又被稱為海洋垃圾，是人類創造的廢物是故意或無意成為漂浮在一個湖、大海或水道上的大型漂流物，海洋碎片往往積累在該中心的環流和海岸線，經常堆積在海灘，被稱為海灘垃圾。

隨著最近塑膠越來越廣泛被人類使用，這個問題越來越嚴重。因為許多類型的塑膠無法分解，嚴重威脅魚類、海鳥、海洋爬行動物、海洋哺乳動物，以及船隻和沿海居住區。海水倒灌，垃圾沖進水溝，以及風吹來的廢棄物皆導致此問題。

各種各樣的人為文物都可以成為海洋碎片，塑膠袋、氣球、浮標、繩子、醫療廢棄物、玻璃瓶、塑膠瓶、打火機、飲料罐、發泡膠、漁線、漁網，以及各種廢棄物的遊船和石油鑽井平臺是其中常見的項目有沖到岸上。

漂流的廢棄漁網，有時會發現魚、海豚、海龜、鯊魚、海鳥、螃蟹和其他生物死在網中。這些廢棄漁網限制活動，造成饑餓，裂傷和感染，有些動物需要返回到水面呼吸導致窒息死亡。

塑膠粒也被稱為美人魚的眼淚，直徑在五毫米左右，是一個海洋廢棄物的主要組成部分。它們被用來作為原料的塑膠製造，看起來像是動物魚卵，常常讓動物誤食。

塑膠垃圾已經飄至每一個海洋。估計每年大約有10萬頭海龜及海洋哺乳類動物，以及100萬頭海洋生物因此受害。塑膠購物袋如果被吞下，可能會阻塞消化道，並可能導致饑餓的動物以為它的胃已滿。

1992年於太平洋發生一個著名的洩漏，當成千上萬的橡膠玩具鴨因為一場暴風雨流入海洋。至今已遍佈世界，克堤斯·埃貝斯邁爾和其他科學家利用這一事件來獲得更好的理解洋流。

雖然它最初假設造成大多數海洋廢棄物的直接原因是惡意傾倒，但現在認為，大約五分之四的海洋垃圾是從垃圾填埋場吹入海洋，或經城市徑流沖刷至下水道，最終流入海洋。即使在偏遠次南極南喬治亞島，仍有許多漁業廢棄物纏勒許多南極海狗。

一旦捲進環流中心內，這些廢棄物便會動彈不得，困在這個區域。漂浮物可被風吹，或遵循流動的洋流，往往結束了在中間的大洋環流最弱的地方。太平洋垃圾帶就是這樣一個例子，估計面積是德克薩斯州的兩倍大小，包含超過300萬噸塑膠。

位於環流當中的群島，時常有大量廢棄物飄上岸邊，最好的例子是中途島和夏威夷。清理巡邏隊在世界各地的海灘清理此環境威脅。

當前一個最大的已知海洋垃圾是北大西洋垃圾帶，估計有數百公里寬的大小。

許多動物，終其一生生活在海中，因為廢棄物常常看起來相似天然的獵物，造成誤食。吞下體積大的塑膠垃圾可以阻塞這些動物的消化道，導致它們因饑餓或感染而死亡。

但不是所有的人造物對於海洋生物皆為有害。鋼鐵和混凝土對環境的破壞不大，因為它們通常會沉到海底，留在那裏不動，甚至可以成為人工魚礁的支架。有船隻被故意弄沉以形成人工魚礁，增加沿海地區的生物多樣性。

石油污染是一種嚴重的海洋污染。來源於經河流、向海洋注入的含油廢水，海上油船漏油、排放和油船事故等；海底油田開採溢漏；逸入大氣中的石油烴的沉降等。進入海洋的石油烴年約600萬噸。

入海變化

擴散：入海石油先在海洋表面迅速擴展成薄膜，在風浪、海流作用下分割成塊、帶狀油膜，隨風漂移，速度約為風速的百分之三，石油中的氮、硫、氧等非烴組分是表面活性劑，促進石油擴散。

蒸發：石油的輕組分發生蒸發。含碳數小於12的烴在幾小時內大部分蒸發，碳數在12～20的烴蒸發要幾個星期，碳數大於20的烴不易蒸發。蒸發大約消除泄入海中石油量的1/4～1/3。

氧化：海面油膜在光、微量元素的催化下發生氧化。擴散、蒸發、氧化過程在石油入海後的幾天內，對石油的消失起重要作用，其中擴散速率高於自然分解速率。

溶解：低分子烴、有些極性化合物溶入海水中。正鏈烷分子量越大，溶解度越低，芳烴溶解度大於鏈烷。溶解、蒸發都是低分子烴的效應，對水環境影響不同。石油烴溶于海水易被海洋生物吸收。

乳化：受海流影響，石油易發生乳化。油包水乳化較穩定，聚成像霜淇淋的塊狀，較長期在水面漂浮；水包油乳化較不穩定易消失。使用分散劑有助於水包油乳化的形成，加速油污的去除。

沉積：海面石油經過蒸發、溶解後，形成緻密的分散離子，聚合成瀝青塊，或吸附於其他顆粒物上，最後沉降於海底，或漂浮上海灘。

微生物降解：烴類氧化菌廣泛分佈於海水、海底泥中。浮游、定生海藻直接從海水中吸收、吸附溶解的石油烴。海洋動物攝食吸附有石油的顆粒物質，由於石油烴是脂溶性的，生物體內石油烴的含量一般隨著脂肪含量增大而增高。在清潔海水中，海洋動物體內積累的石油可以較快地排出。

較高水溫有利於油的消失。消失一半所需的時間，10℃時大約為1個半月；18～20℃時，為20天；25～30℃時，為7天。滲入沉積物的石油較難消除，需幾月至幾年。

影響

石油形成的油膜阻礙大氣、海水間的氣體交換，影響海面對輻射的吸收。長期覆蓋在極地冰面的油膜，增強冰塊吸熱，加速冰層融化。石油會溶解鹵代烴等污染物中的親油組分，降低介面間遷移速率。

油膜減弱了太陽輻射透入海水，影響海洋植物的光合作用。油膜沾汙海獸皮毛、海鳥羽毛，溶解油脂物質，使其失去保溫、游泳、飛行能力。高濃度石油會降低微型藻類的固氮能力，阻礙生長，導致死亡。沉降於潮間帶、淺水海底的石油，使一些動物幼蟲、海藻孢子失去適宜的固著基質。石油滲入大米草、紅樹等體內，改變細胞的滲透性。煉製油的毒性大於原油，低分子烴毒性大於高分子烴。

有機物污染

這類污染物不會在生物體內積累。適量的有機物、營養鹽，有利海洋生物生長，過量造成水體溶解氧減少，浮游植物大量繁殖。潮流使河口有機物稀釋擴散，多被細菌分解為二氧化碳、水。

有機物漂浮、懸浮於海面，海水更加混濁，對海洋植物的光合作用和魚類洄游有破壞。覆蓋力很強的纖維素等粘稠物，能使動物窒息。

微生物降解有機物，消耗大量溶解氧。生產1噸紙漿排出的木質素消耗0.2～0.5噸氧，木質素下沉，造成下層海水缺氧，形成硫化物。大量有機物入海，水體富營養化，污水生物大量繁殖。

過量營養鹽排入海洋，使細菌、病毒大量繁殖；病毒進入魚貝體內，危害魚貝類的生長發育，通過食物進入人體，可引起傷寒、肝炎、大腸桿菌、痢疾和腸胃炎等疾病。

重金屬污染

污染海洋的重金屬元素有汞、鎘、鉛、鋅、鉻、銅等。岩石風化、海底火山噴發、水土流失，大量重金屬通過河流、大氣注入海中。汙、廢水、重金屬農藥，燃燒煤和石油釋放出的重金屬經大氣進入海洋；全球每年入海洋的汞有3000多噸；大氣中的鉛通過大氣輸送，污染海洋。

遷移

物理遷移：海－氣介面重金屬的交換；海流、波浪、潮汐下，隨海水運動，稀釋、擴散，能將重金屬遷移很遠。

化學遷移：重金屬元素在富氧、缺氧下發生氧化還原反應，及化學價態、活性、毒性的變化。重金屬在海水中能與無機、有機配位體生成絡合物、螯合物，使重金屬的溶解度增大。底質的重金屬可能重新進入水體。重金屬在海水中水解生成氫氧化物，或被水中膠體吸附，易在河口、排污口沉積。

生物遷移：海洋生物通過吸附、吸收、攝食富集重金屬，產生遷移，經浮游植物、浮游動物、魚類食物鏈逐級放大，魚體內富集濃度較高。此外無機汞在微生物作用下可轉化為毒性更強的甲基汞。

危害

食用海產品，重金屬進入人體。甲基汞能引起水俁病；鎘、鉛、鉻都能引起中毒，或有致癌、致畸作用。對生物體的危害一般依次是汞、鉛、鎘、鋅、銅；有機汞、無機汞；一般海洋生物的種苗、幼體對重金屬污染較為敏感。生物體對攝入體內的重金屬，形成金屬硫蛋白減輕危害，或與巰荃蛋白結合成金屬巰基排出體外。

放射性污染

海洋生物能直接從海水、攝食吸收核素，牡蠣對鋅-65的濃縮係數最大。核素沿食物鏈轉移。低等生物對輻射的抗性強，胚胎和幼體對射線輻射的敏感性高。

轉移

海流是轉移的主要動力，風也有影響。上層海水中的離子態核素難於向海底方向轉移，只有通過水體的垂直運動，被顆粒吸著，與物質凝聚、絮凝等才能較快地沉降於海底。沉積物對大多數核素有很強的吸著能力，沉積物從海水中吸著核素的能力大致是：鈣<鍶銫<銣<鋅<鐵，鋯-鈮<錳<釕<鉕。

60年代中期，太平洋東北部鮭魚體內鐵的比活性，比環境海水的比活性高1000～10000倍；從大氣沉降到海水中的鐵，與海水中的穩定鐵有不同理化形式，海洋生物比較能吸收、積累鐵。在pH=8時，鋅在海水中以離子、微粒子和絡合物存在；當pH=6時，僅以離子和絡合物存在。

自淨能力

海洋環境通過物理、化學、生物作用，使污染物的濃度自然地降低。

物理淨化：通過稀釋、擴散、吸附、沉澱、氣化實現，是海洋自淨中最重要的過程。在河口、內灣，潮流是污染物稀釋擴散最持久的力量。如隨河流入河口的污水、污染物，隨著時間推移，通過水準流動、湍流擴散不斷向外海擴散，使污染範圍擴大，濃度降低，可沉性固體沉積。在河口近岸區，混合、擴散作用受河口地形、徑流、湍流和鹽度較高的下層水體捲入的影響。

化學淨化：海水變化產生各種反應；比如有機污染物經氧化還原最終生成二氧化碳、水等。汞、鎘、鉻、銅等金屬，在海水酸鹼度和鹽度變化影響下，離子價態發生改變，毒性改變或由膠體物質吸附凝聚沉於海底。海水中含有的各種配合體、螯合劑可以與污染物發生絡合反應，改變它們的狀態和毒性。價態的變化直接影響這些金屬元素的化學性質、遷移、淨化能力。大多重金屬在強酸性海水中形成易溶性化合物，有較高的遷移能力；在弱鹼性海水中易形成羥基絡合物如Cu(OH)、Pb(OH)、Cr(OH)等。一般可溶性物質淨化能力弱，難溶性物質易沉底淨化能力強。

生物淨化：微生物、藻類代謝將污染物降解、轉化成低毒或無毒。如將甲基汞轉化為金屬汞，石油烴氧化成二氧化碳、水。微生物能降解石油、有機氯農藥、多氯聯苯等。(續)