海洋废弃物
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海洋废弃物（英语：Marine debris，也称为海洋垃圾（英语：Marine litter）），是人类制品的垃圾，经有意或无意地排放到海或是洋之中。漂浮的废弃物往往会聚集在环流的中心及海岸线上，搁浅在海岸的垃圾，被称为海滩垃圾（beach litter），或是潮汐垃圾。刻意在海上弃置废物被称为海洋倾弃（ocean dumping）。也有自然产生的废弃物，例如漂流木和漂流种子。随著人类大量使用塑料，所造成的影响已成为一个问题，因为许多类型的（石化）塑料并不能像天然或有机材料般的快速生物降解。[1]塑料废弃物的单一最大来源（约占10%），同时也是海洋中占多数的大型塑料，是被抛弃，及丢失的渔网（参见幽灵渔网）。[2]水中的塑料对鱼类、海鸟、海洋爬行动物和海洋哺乳动物，以及船舶和海岸均构成严重威胁。[3]
倾弃、由容器外溢、垃圾被冲入雨水渠和水道以及垃圾掩埋场的垃圾受风吹袭，都会导致这类问题发生。这种水污染造成严重的负面影响，例如幽灵渔网会缠绕海中动物、大量废弃物形成海洋垃圾带以及增加食物链中的污染物浓度。
国际间已制定有法律和政策，以防止和缓解海洋中日增的废弃物和污染物，联合国把减少海洋污染纳入可持续发展目标14之内（牵涉“水下生物”）。依据与此问题相关和不同程度的影响，有些国家则制定更具体的保护政策。此外，一些非营利组织、非政府组织和政府机构正制定从海洋中收集和清除塑料的计划。但联合国在2017年估计，如果再不积极施行具体及实质的措施，到2050年时的全球海洋中，塑料质量将会超过鱼类质量的总和。[4]
类型
研究人员将废弃物来源分为两种 - 来自陆地或是海洋；联合国海洋污染科学联合专家组（Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution ）在1991年估计有高达80%的污染物来自陆地，[5]其馀的20%来自灾难性事件或是海洋。[6]最近的研究发现在韩国海岸的塑料废弃物有超过一半来自海洋。[7]
各式各样的人造物都可能成为海洋垃圾；常见被冲上海岸的物件有塑料袋、气球、浮标、绳索、生物医疗废物、玻璃瓶和塑料瓶、香烟蒂、打火机、饮料罐、聚苯乙烯材料、幽灵渔网和钓鱼线，以及来自游轮和石油平台的各种废弃物。尤其是常见的六环包装圈被认为是这类问题的代表物。[8]
美国军方至少从1919年起到1970年间曾把未使用的武器和炸弹，包括普通炸弹、未爆炸弹药、地雷和化学武器倾弃入海洋。[9]数百万磅的未爆弹药在墨西哥湾及至少16个州的海岸（从新泽西州到夏威夷）倒入海洋（但均未被冲上岸，且美国并非为唯一会这样做的国家）。 [10]
海洋废弃物中有80%是塑料。[11]塑料通常不会像其他物质一般被生物降解，因而会积聚。水会抑制光解作用，海中塑料暴露在阳光下不会发生光降解 ，光降解只在干燥条件下才能进行。[12]五大环流研究所在2014年使用电脑模型进行的研究中，估计已有5.25兆件（重达269,000吨）的塑料散布在北半球和南半球的海洋中，在南北两部份的数量相当。[13]
幽灵渔网
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本节摘自幽灵渔网。
幽灵渔网是被遗弃、丢失或因其他方式弃置在海洋中的渔网。[14]通常这些渔网在昏暗的光线下几乎难以察觉，它们会缠绕在岩礁上或在大海中漂浮。它们会缠住鱼、海豚、海龟、鲨鱼、儒艮、鳄鱼、海鸟、螃蟹和其他生物，偶尔也包括潜水人员。[15]渔网会限制运动，导致饥饿、撕裂伤害和感染，让需要到水面呼吸的动物窒息。[16]
据估计每年海中会增加大约48,000吨的幽灵渔网，[17]这些渔网在海中需要经历很长的时间才会分解。
大型塑料
大型塑料指的是尺寸大于20毫米的塑料废弃物。[18]
微塑料
本节摘自海洋塑料污染#Microplastics。
由于微塑料在人类日常生活用品中日渐普及，其对海洋生态系统产生的污染日益受到关注。微塑料是塑料珠，尺寸小于5毫米，[19]常见于洗手液、洗面乳和其他去角质产品之中。当这些个人护理用品被使用后，微塑料会穿过只做初步污水处理厂的过滤系统，而后进入海洋。[20]微塑料对海洋中生物（尤其是滤食性动物）有害，摄入之后会致病。由于微塑料的体积过小而难以清理，建议消费者以购买对环境安全的去角质产品为宜。
由于塑料受到广泛使用，因此微塑料在海洋中也普遍存在。例如，在沙滩[21]和地表水，[[22]海洋中的水柱和深海沉积物中均可发现微塑料。在许多其他类型的海洋颗粒中也有微塑料存在，例如死亡的生物（组织和保护壳）和一些土壤颗粒（被风吹入河流，而后流入海洋）。微塑料进入海洋后，其命运取决于自然驱动因素，例如风和表面洋流。电脑模型能够追踪漂浮在海洋中的小塑料废弃物（微塑料（小于5毫米）[18]和中型微塑料（5-10毫米）[18]）而预测它们最终将飘往何处。
深海废弃物
甚至在北冰洋的海底也可发现废弃物。[23]虽然有日益增多针对在海岸、近海地表水域堆积的塑料废弃物，以及生活在水柱上层海洋生物摄入塑料废弃物的研究，但关于中层带和更深层海水中的废弃的资讯则相当缺乏。[24]已经完成的研究是透过海底采样及利用遥控潜水器 (ROV) 和载人潜水器进行视频观察以作研究。这类研究也大多属于一次性项目，而持续时间不足以显示随时间演进而产生的显著影响。迄今为止的研究，显示深海中的废弃物实际上是由人类活动而产生，特别是在离人口稠密地区不远的海洋，例如在地中海就经常就可发现塑料的存在。[24]
比地表水密度更大的各种材料（如玻璃、金属和一些塑料）生成的垃圾会散布在海和开阔的大洋之底，这些物质会与珊瑚纠缠，并干扰其他底栖生物，甚至会埋在沉积物之下，而让清理工作变得极其困难，这些物质的散布范围远比沉船更为广阔。[25]通常具有负浮力的塑料会因浮游植物的附著和其他有机颗粒的聚集而下沉。其他影响海流的因素，如沿海风暴和近海对流，也会发挥转移大量颗粒和废弃物的作用。有些海底地形还会增强下沉流，导致微塑料滞留在某些地区。[26]
日本海洋研究开发机构 (JAMSTEC) 全球海洋数据中心的深海废弃物数据库于2017年公开其自1983年以来累积达30年的海洋废弃物照片和样本。数据库的资料经由5,010次潜水（使用ROV和深海潜水器），获得3,425件人造废弃物。[24]两种最重要的废弃物是大型塑料，占发现中的的33%（其中89%是一次性用途），而金属的占比为26%。甚至在马里亚纳海沟底部也发现有塑料废弃物，当地深度为10,898米，那儿有塑料袋缠绕在海底热泉喷口和冷泉群落之中。[24]
海洋垃圾带（环流）
本节摘自海洋垃圾带。
海洋垃圾带是洋流把源自人类，而且日益增多的塑料污染聚集而形成的海洋废弃物环流。这些人造塑料和其他垃圾聚集会对海洋的生态系统和环境产生影响，其中有毒化学物质会污染海洋，并导致温室气体排放。废弃物一旦进入海洋，就会四处飘流。这类漂浮物会被风吹动，或者随洋流漂移，通常最终是困在环流中心水流最弱的所在。由于人类垃圾收集系统中会不断有塑料进入海洋，这些海洋垃圾带仍在持续扩大之中。
废弃物来源
海洋塑料污染排放大国，依次是中国、印尼、菲律宾、越南、斯里兰卡、泰国、埃及、马来西亚、奈及利亚和孟加拉国，[27]经由主要的河流 - 长江、印度河、黄河、海河、尼罗河、恒河、珠江、黑龙江、尼日河和湄公河进入海洋，这些河流携带的占“世界海洋中所有塑料废弃物的90%。”[28][29]
估计每年有10,000个货柜从货柜船上丢失（通常发生在暴风雨期间）。[30]在1992年发生在太平洋上的货柜丢失事故，有成千上万供小孩洗澡时玩耍的塑胶玩具（参见友好漂浮物）落水。这些玩具后来在世界各地出现，让人们更清楚了解洋流的作用。类似的事件以前也发生过，例如货柜船Hansa Carrier航行途中掉落21个货柜（其中一个集装箱特别是装有漂浮力的Nike鞋）。[31]
在2007年，一艘名为MSC Napoli货柜船在英吉利海峡搁浅，掉落数百个货柜，其中大部分被冲上侏罗纪海岸（一处世界遗产）。[32]一项针对在2014年丢失的一个装有打印机墨水匣的货柜做研究，在2021年发表的报告显示一些墨水匣以每秒6厘米到13厘米的平均速度向外散开。[33]一艘名为Tokio Express货柜船于1997年在英国海岸外发生事故，装有500万块乐高积木的货柜因而丢失。有些积木成为在海滩上寻找乐高龙（Lego dragon）收藏家心目中的珍品，也为研究海洋塑料降解者提供宝贵的资讯。[34]
在加拿大新斯科舍省的哈利法克斯港，其中52%的废弃物来自城市公园的休闲活动，14%来自生活污水处置，只有7%来自航运和渔业活动。[35]海洋废弃物中大约5分之4[36]是由垃圾掩埋场中吹出，以及由城市径流携带，再经河流携带入海。[3]
有些研究显示在某些特定地点，海洋废弃物会占当地垃圾的多数。例如一项在2016年对阿鲁巴这个小岛的研究，发现在当地迎风面的废弃物主要是由远处而来的海洋废弃物。 [37]在2013年于韩国的六个海滩收集废弃物做研究，发现有56%来自海洋，44%来自陆地。 [38]
在1987年发生在美国康乃狄克州、新泽西州和纽约州的注射器潮事件中，生物医疗废物及未处理垃圾从Fresh Kills垃圾掩埋场溢出，然后被冲上新泽西州等地的海岸。[39][40]在偏远南极地区的南乔治亚与南桑威奇群岛，捕鱼相关的垃圾（约80%是塑料）是造成大量南极皮毛海狮受到纠缠之害的原因。[41]
对环境的影响
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并非所有在海洋中的人工制品均为有害。钢铁和混凝土结构通常会沉入水底，且不会移动，对环境造成的破坏很小，而在浅水区，它们甚至可成为人工鱼礁的框架。旧的船舶和地铁车厢会被故意沉没于海底而达到类似的目的。 [42]
此外，常见到寄居蟹在找不到所需的贝壳寄居时，会利用海滩上的垃圾作同样的用途。[43]
塑料污染的影响
许多生活在海上或海中的动物会因误把海上漂流物当作自然猎物而将之吞食。[44]总体上已知有1,288种海洋物种会摄取塑料废弃物，其中鱼类占最大比例。[45]大块塑料碎片会永久滞留在这些动物的消化道中而导致阻塞，让它们因饥饿或感染而死亡。[46]微小的漂浮塑料颗粒也类似浮游动物，会让滤食动物将之摄食，这些塑料因而进入海洋的食物链。此外，这些受污染食物链的塑料会对鱼类和贝类物种的生存能力产生影响。[47]
COVID-19大流行的影响
在肯亚，COVID-19大流行影响到海滩上出现的海洋废弃物数量，其中约55%均与大流行相关。虽然这些垃圾出现在肯亚的海滩上，但尚未进入水中。可能是海滩在大流行期间遭到关闭，活动减少，让最终进入海洋的垃圾减少。[48]由于COVID-19大流行的影响，源自香港的一次性口罩已经散布在当地的索罟群岛海滩上。[49]原因可能是由于大流行期间医疗产品（口罩和手套）的产量和使用增加，导致非常规的处置方式随之增加的缘故。[50]
移除
沿海和河流清理
收集和清除海洋（或河流）垃圾的方式包括使用垃圾收集船（如图）。在漂浮废弃物会对水上航行构成危险的所在可采用此类设备。例如美国陆军工兵部队每个月会从旧金山湾清除90吨“漂流物”。在1942年有架载有海军上将切斯特·威廉·尼米兹的水上飞机，于撞上一块漂浮垃圾后沉没，飞行员丧生，之后工兵部队即持续在此地进行清理的工作。[51][荷兰]]非营利性环境工程组织海洋清理还建造一艘用于清理河流废弃物的船舶，取名拦截者（Interceptor）。一旦废弃物聚集，成为“海滩垃圾”，可用人工方式和专门的海滩清洁机来收集后予以清除。
另有一些项目制定，用来鼓励渔船把捕鱼时无意间捞上的垃圾予以清除。 [52]
在其他地方，会在小河中装设“垃圾收集设施”，在垃圾进入大海之前将其捕获。例如在南澳洲的阿得雷德托伦斯河（在雨季会有河水流入圣文森特湾）上设有许多此类收集设施（称为“trash racks”或“gross pollutant traps”。 [53]
也可在湖泊或靠近海岸的地方采用人工清除的方式。例如一项名为海洋环保计划的非营利组织即倡议让潜水俱乐部以清理水中垃圾作为一种潜水练习。[54]
世界动物保护协会和FatFace Foundation每年会资助慈善组织Ghost Fishing UK，办理在奥克尼群岛的斯卡帕湾进行潜水清理海洋废弃物活动。[55][56][57]
各级政府之间的合作不够充分以及监管机构的权责分散（为海洋表面、海床和海岸的担责机构通常不相同）会阻碍海洋垃圾的清理工作。.[58]例如在加拿大英属哥伦比亚省的水域中，估计共有1,600艘被遗弃，及已经破烂的船只。[59]加拿大联邦政府在2019年立法，规定弃船为非法行为，[60]但执法有障碍，因为通常很难确定谁是那些遗弃船只的主人，因为当地不需要持有执照就可拥有。颁发执照是省政府的责任。[58]位于维多利亚市的非营利性组织Dead Boats Disposal Society指出，缺乏执法行动会让废弃的船只最终会沉没，而增加清理成本，并加剧环境危害（来自沉船上的燃料、机油、塑料和其他污染物的渗漏） 。[61]
海上清理
在海上，人造垃圾（即塑料）的清除仍处于起步阶段。然而已有项目开始使用带网的旧船（2009年，成立于美国加利福尼亚州的非营利组织海洋航行研究所（Ocean Voyages Institute）发动的海星计画（Project Kaisei）派遣两艘研究船：New Horizo号和海星号，开始对垃圾带展开研究，并探索以商业规模收集和回收垃圾的可行性。 [62]还有智库Bluebird Marine System Ltd.所建造，由太阳能和风能驱动的无人船SeaVax，船上有个破碎机及装载破碎后垃圾的货舱。[63][64]由非营利组织Sea Cleaners所建造名为Manta的船舶，在概念上与SeaVax相似。[65]
创立海洋清理的柏杨·史莱特提出的是使用配有机械手臂的平台来收集环流内的废弃物。 [66]另一组织SAS Ocean Phoenix所设计的设备与海洋清理的有些相似。[67][68]
海洋航行研究所在2019年6月利用全球定位系统（GPS）追踪装置和既有海事设备在北太平洋副热带辐合区进行清理工作，在北太平洋环流清除超过84,000磅的聚合物渔网和海上消费塑料垃圾（创下最大量的清理纪录）。[69][70]
海洋航行研究所在于2020年5/6月在北太平洋环流进行一次清理作业，共清除超过170吨（340,000磅）的消费塑料和幽灵渔网，创造另一最大的清理记录。[71][72]海洋航行研究所透过改装船舶所部署的客制化海上GPS追踪装置，而能准确追踪和发动船只以清除幽灵渔网。GPS追踪装置与卫星图像相结合，提高即时定位的能力，而大幅提高清理数量，增进效率。[73][74]
从海洋中清除废弃物有弊大于利的可能性。清理微塑料之时还可能意外把浮游生物清除，这些生物是海洋食物链中的主要下层食物群体，拥有地球上超过一半的光合作用能力。[75]不使用一次性塑料 - 避免使用塑料瓶装饮料、使用可重复使用的购物袋和购买装在可重复使用包装材料的商品是减少进入海洋塑料量的最有效和最具成本效益的方法之一。[76]
法律和条约
海洋是全球公共资源，因此生产者通常不会体认到海洋废弃物的负面外部性因素。在1950年代，由各国政府出面干预海洋污染协议的重要性在第一届联合国海洋法公约会议上得到承认。[77]
海洋倾弃受多项国际法管制，包括有：
- 《防止倾倒废物及其他物质污染海洋公约》（简称伦敦公约（The London Convention），1972年）- 一项联合国控制海洋倾弃的公约。[78]本公约共有22条，阐述缔约方的期望。[78]公约的3个附件把许多不能沉积到海洋中的化合物、物质和材料做定义，[78]例如：汞化合物、铅、氰化物和放射性废料。[78]
- 《防止船舶污染国际公约（MARPOL 73/78）》 – 一项目的在尽量减少海洋污染的公约，包括倾弃、石油和废气污染。[79]最初的MARPOL公约未考虑到船舶倾弃，但在1978年进行修订，对海洋船舶加上此类限制。[80]
- 《联合国海洋法公约》 - 于1982年签署，1994年生效。此公约强调保护整个海洋的重要性，而不仅为保护特定的沿海地区。[77]这项公约对污染（包括强调来自陆地的污染源）加强限制。[77]
澳大利亚法律
澳大利亚最早通过的立法是1932年的《海滩、渔场和海上航线保护法（Beaches, Fishing Grounds and Sea Routes Protection Act 1932）》，该法禁止未经联邦政府事先书面许可，在“澳大利亚水域内的任何船只不得”排放“垃圾、杂物、灰烬或有机垃圾”。法律也规定需要取得许可后才能凿沉船舶。[81]立法的原因是为因应雪梨及新堡的地方政府和新南威尔士州政府无法控制船舶在海上倾弃垃圾，而垃圾最终被冲到两地的海滩。[82]这法律被《1981年环境保护（海上倾弃）法（ Environment Protection (Sea Dumping) Act 1981）》取代，追认《伦敦公约》为有效规范。[83][84]
欧洲法律
欧洲国家于1972年和1974年，分别在奥斯陆和巴黎召开会议，并通过控制东北大西洋海洋污染的国际公约《保护东北大西洋海洋环境公约》，[85]通过巴塞隆那公约以保护地中海。在2000年发布的水体框架指令是项欧盟指令，要求成员国承诺将内陆和沿海水域免受人类的影响。[86]英国的国会法令《2009年海洋和沿海准入法》用意在“透过建立更好的系统来实现海洋和沿海环境的可持续发展，确保清洁、健康、安全、有生产力和生物多样性的海洋”。[87]欧盟议会在2019年投票决定在欧盟范围内禁止使用一次性塑料制品，例如塑料吸管、餐具、盘子和饮料容器、聚苯乙烯造食物和饮料容器、塑料搅拌棒以及塑料手提袋和塑料柄棉花棒。法律于2021年生效。[88]
美国法律
在美国的水域已出现许多污染的后果，包括：被称为死区的缺氧水域、有害海藻大量繁殖以及受到威胁的物种。[89]美国国会在1972年通过《海洋倾弃法》，授权美国国家环境保护局（EPA）监督和规范在美国领海倾倒生活污水的污泥、工业废弃物、放射性废料和生物危害材料的行为。[90]该法在16年后进行修订，把生物医疗废物纳入。 [91]在美国水域抛置任何塑料均属违法。 [3]
行动主义
有许多团体和个人积极参与预防海洋废弃物的发生或相关教育。例如，五大环流研究所是个目的在减少海洋塑料污染的组织，也是最近投入研究太平洋垃圾带两个组织中的一个。 环境倡议组织Heal the Bay则透过赞助海滩清理计划和其他活动，专注于保护加利福尼亚州的圣莫尼卡湾。澳大利亚的玛丽娜·德布里斯是位艺术家，她最近的大部分工作是著重在教育人们了解海滩垃圾。有个名为Adrift[92]的互动式网页可展示随著时间的演进，海洋塑料在世界洋流中的位置。
为引发大众对海洋垃圾带的关注，来自罗马的艺术家Maria Cristina Finucci于2013年4月11日在巴黎，于联合国教科文组织总干事伊琳娜·博科娃在场时[93]宣布创立垃圾带之国的跨媒体说故事传播计画。[94]此垃圾带之国计画是联合国教科文组织和义大利环境部赞助的一系列活动中的第一个，也在世界各地掀起一系列艺术展览，用于引起人们对垃圾带的规模和严重性的关注，并激发人们的认识和行动。[95]
来自25个国家/地区的48家塑料制造商（均为全球解决海洋塑料垃圾方案协会的成员）已承诺协助防止海洋废弃物发生，并鼓励回收利用。[75]
缓解措施
海洋垃圾是个普遍存在的问题，并非只限于沿海地区活动所产生。[96]
由各国内陆地区产生的海洋塑料垃圾有两个主要来源：通常的随意抛弃和来自露天垃圾场和垃圾掩埋场，经过风吹或水流进入内陆水道和废水流出处，然后再由内陆水道、河流、溪流和湖泊，最终流进海洋。清理海洋和沿海地区的工作固然重要，但解决来自内陆地区和内陆国家的塑料垃圾也同样很重要。[97][98]
有多种系统级的做法可减少进入水道的废弃物数量：
- 废弃物出入不同场地时，采用加盖的容器储存和运输
- 限制在水道附近设置开放式垃圾处理设施
- 提倡使用垃圾衍生燃料。低残值的旧塑料由于很少经回收而利用，更有被排入海洋的可能。[99]但把这些原本弃置在垃圾填埋场的塑料转化为衍生燃料则可进一步利用，作为火力发电厂的补充燃料
- 提高塑料回收率（美国在2012年产生1,146万吨塑料垃圾，但只有6.7%被回收[100]
- 采用生产者责任延伸战略，让生产者在产品及其包装成为废物时负起管理的责任；鼓励可重复使用的产品设计，以尽量减少对环境产生负面的影响。 [101]
- 禁止使用香烟滤嘴，并建立电子烟押金制度（类似用于丙烷罐的做法）[102]
消费者可减少一次性塑料的使用、避免使用含有柔珠的用品、参与清理河流或湖滩活动，以减少进入水道的塑料数量。[98]
参见
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