文：簡雯潔
「值得嗎？用環境成本和人體健康來換發展，值得嗎？」英國《衛報》記者踏訪世界廢塑膠處理的重鎮中國文安縣時，不解地問。的確，現今塑膠垃圾碎片與人造塑膠微粒的氾濫，已經非常嚴重衝擊到海洋水質與生態環境。塑膠商品棄用後並不會消失，它只是逐漸轉變為「微塑膠」，繼續存在於環境之中。但光是一個文安縣就有如此多的廢塑膠，那麼那些不在像文安縣這樣的處理地的廢塑膠去了哪？
美國海洋學家Charles Moore在1997年發現北太平洋環流中充滿了塑膠垃圾，後來將該區域稱為「太平洋垃圾帶」（Great Pacific Garbage Patch），其污染究竟有多嚴重、全球的其他大洋環流是否也存在這樣的垃圾帶，是現今科學家亟欲尋求的解答。為數眾多的塑膠垃圾，在這些大洋環流中永無止盡地漂浮並打轉，日積月累聚集在一起，或堆置在環流周圍的海島上。塑膠碎片容易吸附及累積持久性有機汙染物質，並容易被當作食物進入食物鏈。目前有多項研究在水生生物體內發現塑膠微粒，許多物種也已經有詳細報告指出，攝入塑膠後對生物體造成的器官物理傷害。海洋塑膠垃圾帶的分布、成因與對環境的影響，也因此成為重要的環境生態議題，引起各方研究的關注。
海洋塑膠垃圾帶的發現與分布
首次發現海洋中積累了許多微小塑膠碎片是在1972年，美國麻州的研究人員在北大西洋馬尾藻海（Sargasso Sea）上發現許多直徑達0.5公分的塑膠顆粒[1]，從此就不斷出現來自北大西洋和北太平洋的類似的報告。直到1997年，水手出身的科學家Charles Moore乘船從夏威夷到加州長灘過程中的發現，才引起了大眾對於塑膠垃圾現象的關注。Moore並與其科學團隊進行研究，於2001年的海洋污染報告中指出，在太平洋紀錄到的最高平均塑膠總量為每平方公里334271件，且計算出塑膠重量比上浮游生物重量的比例，竟然高達6 : 1[2]。這份研究報告透露出，現在有非常多海洋漂浮垃圾碎屑在北太平洋環流系統 （The North Pacific Gyre，NPG）中積累，被稱為太平洋垃圾帶（Great Pacific Garbage Patch）[3]，且它的面積範圍可能是美國德州面積的兩倍大小。
太平洋垃圾帶是由高密度的漂浮塑膠碎片組成，人們稱之為「垃圾漩渦」、 「世界上最大的垃圾場」、以及「海洋濃湯」，它就位在北太平洋環流中，特別是在北緯20到40度之間[4]，散佈在熱帶和亞北極海域之間幾百公里的海岸與環流中心內。這個塑膠碎屑聚集的區域包含兩個積累區塊：發生於日本外海的「西垃圾帶（Western Garbage Patch）」，和駐留於夏威夷和加州之間的「東垃圾帶（Eastern Garbage Patch）」，對應於北太平洋環流系統內的兩個子環流，由夏威夷群島北部的狹窄海洋垃圾帶連接。
然而，Moore所發現的太平洋垃圾帶並非唯一的海洋垃圾帶。類似的塑膠顆粒累積現象也已經出現在北大西洋，而大西洋上類似的發現，都來自美國東岸外海。夏威夷大學馬諾阿分校的海洋模型專家Nikolai Maximenko，曾定位出垃圾帶可能的位置，指出在印度洋、南太平洋和南大西洋，也可能有其他類似的垃圾帶。
海洋中的塑膠垃圾種類與來源
三十年前，塑膠產業對於塑膠產品的普遍態度是：「塑膠垃圾只佔所有垃圾的一小部分，除了有礙觀瞻之外，對環境並沒有危害」[5]。然而，現今這樣的「塑膠時代」造成一個始料未及的重大後果，也就是塑膠物質正以數不清的各種尺寸、形狀和顏色，擴散到全世界的海洋環境中[6]。
由於塑膠通常是不可再生的合成聚合物，因此塑膠碎片是在海洋和世界各地海灘上最持久的污染物之一，並會流入海洋、存在很長一段時間。這些塑膠碎片與顆粒相對於海水浮動、風的漂移與水流，其密度較低，比重比海水小因而浮力大，可被運送得非常遙遠。在 2005 年的北太平洋環流考察中，發現海洋中的這些合成聚合物的主要類型為聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），這是常用的熱塑性樹脂中密度低於海水的兩類，最常用於包裝，也用於製作漁業中的漁網、繩索、線和浮標。這些合成聚合物耐化學性降解（在海洋中的降解非常緩慢）、柔軟、輕巧、強韌，並且為易於加工的最終產品，這些都是為何大量而廉價的一次性塑膠品在海洋中高度聚集的原因[7]。
當暴露於陽光的紫外線輻射、大氣中的氧化特性和海水的水解性質，這些聚合物會脆化並崩解為越來越小的碎塊，最終成為單個聚合物分子，要再有更進一步的降解才能夠被生物分解，但塑膠品在海洋環境中的最終生物降解所需的時間仍然未知，且塑膠分子很難完全消失。現今幾乎所有的消費品都包含塑膠材料，或是以塑膠包裝，因此塑膠是增長最快的廢棄物成分。有些塑膠垃圾會到達垃圾處理場，但有部分被隨便丟棄於可見的景觀中。由於海洋是所有人類居住地的下游處，且世界上約一半的人口都居住在離海洋 50 英哩（約 80 公里）的範圍內，塑膠垃圾在缺乏重要回收設施的情形下，被風吹或流水而運行入海。在這個過程中，塑膠碎屑和顆粒接觸到大量的海水，以及被稀釋過後的低濃度汙染物，產生作為污染物積聚顆粒的嚴重副作用。
海洋塑膠垃圾的聚集：已開發國家碰上高壓環流系統
一旦塑膠碎屑到達海洋，漂浮的塑膠碎屑散佈於海洋中，且從其來源處隨著風與水流，行經了很長的距離到遙遠的地方。在深海中，大型高壓環流系統往往吸附並聚積這些塑膠碎片，而低壓系統則趨於分散它們[8]。北太平洋環流系統（NPG）之所以受到特別的關注，是因為它能夠聚集一切在海水中漂流且持久的物品。由於環流是順時針方向流動，NPG的中心比起其邊緣擁有最高的塑膠碎片濃度，且塑膠碎片可以留在其中好幾年。而在地球的海洋中共有五個巨大高壓環流，構成40 %的海表面，或整個地球表面積的25 %。來自高山地區的氣團所形成的高壓，使海平面較低的中心附近形成漩渦聚集帶。因此，塑膠顆粒與浮游生物的比值在接近高壓環流中心處是最高的。但在暴雨造成都市區域的塑膠顆粒隨著水向下奔流之後，在都市的沿海地帶發現的比值也顯得較高[9]。
除了自然的海洋高壓環流系統之外，海洋垃圾帶的聚集與發生地點，和某些特定國家的地理位置與社會經濟發展程度也有關聯。地球的海洋中既然有五個巨大的高壓環流，其同樣都具有可將海洋中的漂流物往環流中心聚集的能力，為何較為著名的海洋垃圾帶，就目前所知而言，主要發生在北太平洋和北大西洋區域，尤其是Moore所發現的太平洋垃圾帶規模最大、最引人關注呢？
從海陸相對位置來看，太平洋位於歐亞大陸與美洲大陸之間，而北太平洋西側為日本，東側為美國，兩者都是人口最密集的已開發國家之一，也位居世界經濟的主要領導地位，其塑膠生產與消費的速度快、數量大，製造為數眾多的塑膠垃圾。全球塑膠生產的成長，從1950年的150萬噸增加為2008年的2億450萬噸（台灣的垃圾車一次約運32噸垃圾），而在1988年，就有3000萬噸的塑膠是產於美國[10]。研究也指出，海洋中遠洋塑膠聚合物的來源，主要是被美國和歐洲，以及近期的日本所使用與丟棄而來[11]。然而，美國與歐洲的製造商擁有不一樣的產品製造傳統，美國製造商的普遍態度是，他們只負責回應市場的需求，認為建立基礎設施或想辦法來處理產品所產出的廢物，是消費者個人和政府的責任。美國的生產者很少被要求要資助垃圾掩埋的成本，或以其他方式處置其所製造出的塑膠製品，因而在產品製造上往往過度又快速地浪費；另一方面，歐洲國家則是響應所謂「綠點（Green Dot）」措施，在產品包裝上進行減量、循環再造以及廢料回收[12]。
正因為海洋高壓環流與這些已開發國家的海陸位置分布，才使得海洋塑膠垃圾僅在特定地區有大規模的積累，尤其是被夾在美國與日本之間的北太平洋環流系統，更造就了太平洋垃圾帶的「不平凡」。
參考資料
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Pichel, W. G., Churnside, J. H., Veenstra, T. S., Foley, D. G., Friedman, K. S., Brainard, R. E., ... & Clemente-Colon, P. (2007). Marine debris collects within the North Pacific subtropical convergence zone. Marine Pollution Bulletin, 54(8), 1207-1211.
Young, L. C., Vanderlip, C., Duffy, D. C., Afanasyev, V., & Shaffer, S. A. (2009). Bringing home the trash: do colony-based differences in foraging distribution lead to increased plastic ingestion in Laysan albatrosses?. PloS one, 4(10), e7623.
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同7。
同2。
同8。