海洋废弃物逐渐漂向热带和极区
近年海废问题相当受关注，中央研究院生物多样性研究中心研究员郑明修组成团队，利用大数据运算分析 25 年来全球七大洋区的海漂垃圾，发现风阻效应和海流都会影响垃圾分布，从亚热带渐渐转移到热带和极区，其中以太平洋区的海洋垃圾积累最严重，并且有 50% 垃圾仍持续在海上漂流，论文于 2020 年 10 月 6 日刊登于《环境研究期刊》（Environmental Research Letters）。
海漂垃圾从哪来？
从小与大海为伍的郑明修，对海洋变脏深感痛心，「过去我们潜水搭船出去，海面都很干净，大家只会注意有没有鲸豚或海鸟出没，现在不一样，一眼望去，海面几乎都是垃圾！」尤其在一些地带垃圾量更多，像太平洋垃圾带位于太平洋上，面积已接近 50 倍台湾，而且还在继续扩大中，这些垃圾半浮在海水中，从飞机上根本看不到。
郑明修数十年来看尽世界各地海洋变迁，痛心指出海洋垃圾为当前最严重的环境问题。图片为漂浮在海面上的塑胶垃圾，水下拍摄。图│郑明修
海洋垃圾种类很多，有 20% 会漂浮、80% 会沉没，如渔网。估计每年全球有 480 万～1270 万吨漂浮垃圾流入大海，其中有 50% 可能被风浪打上岸，其他则继续漂浮，经过日晒、风浪拍打，不断风化、分解、碎成塑胶微粒，甚至变奈米级大小，再被细小的浮游动物吃下去后，接著被小鱼、小虾和大鱼吃掉，透过食物链传递、累积在生物内脏和肌肉组织，最后可能就被人类吃下。
许多科学家在研究塑胶垃圾与微粒对海洋生物的影响，著名例子是夏威夷群岛的「中途岛」，当地信天翁误以为塑胶是食物而吞食、亲鸟用塑胶喂幼鸟，科学家解剖死亡信天翁发现肚子里都塞满垃圾。其他如鲸、海狮和海豹等生物，尸体肚子里也有许多垃圾。
绿蠵龟以为塑胶袋是水母就一口吞下，但没有味觉、无法分辨，没办法吐出，都累积在肚子里。国立台湾海洋大学的程一骏教授长期研究绿蠵龟，更发现死亡绿蠵龟肚子里有各式各样的垃圾。图│郑明修
此外，塑胶含塑化剂，溶入大海会对生物造成危害，同时也是环境荷尔蒙，会让雄性贝类阴茎缩小、动物出现雌性化等。「但因为塑化剂不是急性毒、塑胶微粒不会马上致死，导致许多人对于海洋垃圾无感，都不知道害怕 。」郑明修说。
从东沙岛建立分析模型
海漂垃圾研究由中研院郑明修研究员、辛宜佳副研究员，以及台大渔业科学研究所副教授柯佳吟组成研究团队，从东沙岛开始建立分析模型。为何会以东沙岛作为调查地点呢？郑明修说：「我去过东沙岛 50 多次吧，20 几年前还很干净，现在海漂垃圾多得吓人！我很好奇这些垃圾都从哪来？」
郑明修发现东沙岛海漂垃圾多得吓人，图片为东沙岛岸上的海漂垃圾。
图│郑明修
再者，东沙岛虽然有驻军，但禁止乱丢垃圾。郑明修团队认为，东沙岛的垃圾都是从外地漂来，是建立追踪海洋垃圾模型的好地点。他们在东沙岛南、北各一处沙滩，每个月由海洋国家公园管理处同仁、上岛研究团队与海巡署士兵协助调查海漂垃圾，分析里面的组成物，鉴定后发现大多来自中国或东南亚国家。
为了了解海漂垃圾从哪里来，海洋国家公园管理处同仁、上岛研究团队与海巡署士兵协助调查海漂垃圾，分析里面的组成物，鉴定后发现多半来自中国或东南亚国家。图│郑明修
团队再透过网路从各国政府或相关单位收集资料，如从美国国家海洋暨大气总署（NOAA）收集 25 年全球洋流、风向数据，从气象局收集海水温度，从渔业署收集渔船作业地点，进行大数据分析。
在东沙岛，冬天有东北季风、夏天有西南气流，冬天从中国来的垃圾多，夏天从越南来的垃圾多。团队把收集到的海流、风向等数据都丢入电脑、建立模型，进行东沙岛海漂垃圾的反向追踪，与当地实际调查到的垃圾来源比对，发现与上述资料吻合，表示这套理论模型成立。
全球海漂垃圾大分析
东沙岛的模型成功后，团队发现海漂垃圾从四面八方来，因此开起想要了解全球海漂垃圾的动机，并随即再利用数据模拟来分析全球海漂垃圾的走向。团队将一个经纬度分成 3 格，模拟在全球各地每区海域格子丢入 10 个垃圾，观察从 1993 年到 2017 年，它们究竟会被海流和风带往哪里。辛宜佳副研究员说明，风阻效应是将海洋垃圾推送到岸上和沿岸的重要因素，本次也是全球首度加入风阻效应来分析海洋垃圾走向。
海漂垃圾的风阻系数（Cw）为 0~0.1，风阻系数高的垃圾有机会被风吹到岸上，风阻系数低的可能就漂浮在海面。Cw 越高，表示受到风的阻力越大，如大体积保丽龙，受风面大很容易跑到岸上；塑胶拖鞋 Cw 为 0，不会沉没且风也吹不动，除非有大浪才会被卷到岸上。
图│研之有物
在下图可以看到，大洋区域被丢弃的海洋垃圾，低风阻系数的垃圾比重比水大，主要累积在北纬 30° 和南纬 25°~50°；中、高风阻系数的海漂物如保丽龙、宝特瓶比重比海水小，容易随风漂移，累积在北纬 10° 与南纬 > 60° 的区域。另外，沿岸垃圾较不易受风影响，不论风阻如何，皆集中累积在北纬 10° 与南纬 5°~15° 间的热带区域。
研究团队不只找出海漂垃圾热点，也用三种颜色标示出海漂垃圾热点与海洋生态系服务热点重叠的不同情况（注1），其中海洋生态系服务热点包括：叶绿素 a 浓度（评估海洋初级生产力）、每年总渔获努力量（评估渔业）、海洋生物多样性。
上图为低风阻垃圾与高风阻垃圾的全球分布热点图。蓝色记为 1，代表海漂垃圾热点与 1 种海洋生态系服务热点位于同一区；绿色记为 2，代表海漂垃圾与 2 种生态服务热点区域重叠；以此类推，红色记为 3，代表与 3 种生态服务热点全部重合。
图│研之有物（资料来源│郑明修）
依据模型模拟结果，海洋垃圾分布已从亚热带转移到热带和高纬度地区，并且将从太平洋东岸转移到太平洋西岸，台湾与亚洲区域可能面临巨大的海洋垃圾危害。另外，像塑胶垃圾因为比重比海水小，可被运送得非常遥远，容易被带往极地，南、北冰洋可能是另一个海洋垃圾堆积热点。
如此庞大的海漂垃圾大迁移，已经严重影响全球海洋的生物多样性，也侵入渔业作业区域，如果只增不减，整体海洋生态系和人类的经济活动，都会受到严重冲击！
回收或净滩只是治标？
知道问题了，如何解决？比如塑胶回收，可以根绝问题吗？「虽然塑胶可以回收、再制造，但目前只有生活水准高、高度工业国家能做到高度回收，像北欧有专门的回收机，只要把宝特瓶投进机器，就能得到奖励金。台湾的奖励金越来越少，民众意愿不高。」
此外，台湾各县市政府常举办净滩或认养海滩活动，目的是让大众亲眼看见海岸到处是垃圾，从自己开始改变。不过，郑明修表示，一般民众多去交通方便的海滩、海水浴场，至于部分很难到达的地方，政府仍要花很多钱清理，像澎湖南方四岛是派特遣部队，人吊在空中下去峭壁捡垃圾，有时一趟只能抱一大块保丽龙上来，渔民则有组成环保舰队，派渔船专门去海上清垃圾，但毕竟只能小规模处理，并需要庞大费用。
净滩或认养海滩活动，目的是让大众亲眼看见海岸到处是垃圾，从自己开始改变。
图│郑明修
近年大量废弃的渔具、保丽龙（牡蛎养殖浮具）、浮标和渔网更是一个大问题。以前渔网价格高，破了渔民会缝补继续使用，现在变很便宜，破了就被扔掉，渔具也是坏了就扔。估计全球海底有 10 万张以上废弃渔网，常缠绕在珊瑚礁盘上、缠住许多海洋生物，破坏生态。现在台湾政府推动渔具实名制，请渔民将废弃渔网、渔具回收并给予奖励。
全球海底有 10 万张以上废弃渔网，常缠绕在珊瑚礁盘上、缠住许多海洋生物，破坏生态。
图│郑明修
呼吁政府从根源处理问题
郑明修语重心长说道，「我认为，海上的垃圾不要去处理，因为永远都处理不完，应该从源头根绝。」塑胶发明不过几十年，已经被大量滥用，明明是很难分解的东西，却往往用不到 10 分钟就被丢弃。「全球塑化经济要改变，各国政府必须订定相关政策，如让塑化产品变贵、禁用或用其他东西取代等，从源头开始管控。」
近年来，经济发展较落后的非洲，做法却最为大刀阔斧。「很多非洲国家的下水道都被塑胶袋堵住，造成淹水。他们认为既然无法处理塑胶垃圾，干脆禁用。」目前有超过六成非洲国家都实施塑胶袋禁令，关闭塑胶工厂、全国不能进口塑胶袋等。
「另外，污水处理也很重要！每洗一次衣服，人造纤维衣物会流出大量的塑胶微粒，随污水流入大海。」郑明修补充：「虽然台北市污水处理率有 86%，但全台湾的污水处理率只有 37%，表示还有 63% 污水没经过处理就直接排入大海，仍有很大的进步空间。」
海洋废弃物无国界，「全世界大海是相通的，现在连最远的南北极、深度最深的马里亚纳海沟，都出现塑胶微粒踪迹 。唯有全球海洋环境好、台湾海洋才会真的好。」郑明修期待更多人关注并持续做研究，提醒各国政府了解海废问题的严重性。
一路以来，郑明修秉持一股使命感，持续推动台湾海洋保育工作，催生东沙岛环礁和澎湖南方四岛国家公园，总不遗余力的四处奔走、跟大众讲解或督促相关单位，「如果我知道却没讲，就是我的错了！我总是记得一句话：成功不必在我，才能快乐去做。」充满热忱、积极和乐观的个性，让郑明修能持续在这条艰困道路上前进。
中央研究院生物多样性研究中心研究员郑明修，因为对海洋的热爱成为国内海洋保育先锋，认为海洋废弃物为当前最重大的环境议题。
图│郑明修
注1：此处的「热点」是把评估项目的全球海域网格数值进行排序，取前 25% 较高数值的网格。
采访撰文｜欧宇甜
美术设计｜林洵安
转载自中央研究院「研之有物」，网址 : https://research.sinica.edu.tw/ocean-litter-windage/
