《Environmental Pollution》:Distribution and composition of floating litter in coastal and offshore waters surrounding South Korea
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海洋塑料污染对东亚海域的影响研究,基于2022-2025年船舶视觉观测法,对黄海、东海北部及东海水域进行浮游垃圾调查。结果显示黄海垃圾密度最高(256±150 n/km2),东海水域最低(48±30 n/km2),塑料占比达92%,其中泡沫碎片(27%)和薄膜碎片(16%)为主,59%为白色且尺寸2.5-20cm的垃圾。研究发现水产养殖和水系排放与沿海污染呈正相关,填补了韩国半岛海域浮游大塑料监测空白,为东亚海域塑料污染治理提供数据支撑。
作者:李勇章(Yu Lee Jang)、洪尚熙(Sang Hee Hong)、吴秀恩(Soeun Eo)、韩基明(Gi Myung Han)、河成勇(Sung Yong Ha)、李亨彬(Hyungbeen Lee)、韩仁宇(Inwoo Han)、沈元俊(Won Joon Shim)
所属机构:韩国海洋科学技术院风险评估研究中心(Risk Assessment Research Center, Korea Institute of Ocean Science and Technology),地址:Geoje 53201,韩国
摘要
塑料污染及其对海洋环境的影响日益严重,但在东亚海域,尤其是朝鲜半岛周边,关于漂浮大型塑料的现状和特性的数据仍然有限。本研究通过船舶进行的目视观测,调查了黄海、东海北部和东海这三个边缘海域的漂浮垃圾情况。研究区域的漂浮垃圾平均密度为181 ± 176 n/km2。黄海海域的垃圾密度最高(256 ± 150 n/km2),而东海海域的垃圾密度最低(48 ± 30 n/km2)。塑料(占比92%)是主要污染物类型,其中发泡聚苯乙烯碎片(27%)和薄膜状碎片(16%)最为常见。长度在2.5–20厘米之间的垃圾(占比72%)以及白色垃圾(占比59%)在所有区域均占主导地位。水产养殖活动和河流排放与沿海污染水平呈正相关。这些发现填补了关于朝鲜半岛周边海洋塑料污染的认知空白,为了解漂浮垃圾的分布和特性提供了重要依据,有助于制定东亚海域的污染治理策略。
引言
海洋塑料污染持续成为全球性的环境问题(联合国环境规划署,2021年)。1950年至2017年间,全球累计塑料产量约为92亿吨;其中仅有约32%仍在使用,其余68%已被丢弃或焚烧(联合国环境规划署,2021年)。据估计,每年有0.8–270万吨塑料垃圾通过河流流入海洋(Meijer等人,2021年),全球约2%的渔具在海洋中丢失(Richardson等人,2022年)。超过900种海洋物种受到塑料缠绕或摄入的影响(Kühn和van Franeker,2020年)。与渔业、水产养殖、休闲活动以及文化遗产损失相关的经济损失估计为每吨海洋塑料3300–33000美元(Beaumont等人,2019年)。为应对这一问题,国际社会采取了一系列国际倡议和政策措施,其中最著名的是《联合国塑料条约》和联合国可持续发展目标14.1(联合国环境规划署,2021年)。
全面了解微塑料和大型塑料污染情况对于识别污染热点和制定有效的治理策略至关重要(GESAMP,2019年)。然而,大多数已发表的研究主要集中在微塑料上,尤其是在东亚海域和西北太平洋地区(Shim等人,2022年)。大型塑料不仅通过自然风化过程产生大量微塑料,还能为微塑料的来源和传播途径提供关键线索(Song等人,2017、2022年;Thompson等人,2024年)。尽管在多个亚洲边缘海域(尤其是中国、日本)开展了大规模的大型塑料调查(Chen等人,2020年;Liu等人,2023年;Teng等人,2024年;Zhang等人,2020年;Chiba等人,2018年;Kusui和Noda,2003年;Shiomoto和Kameda,2005年),但总体研究力度仍低于地中海等研究较为深入的地区(Haarr等人,2022年;Shim等人,2022年)。在韩国,监测工作主要集中在海滩(Lee等人,2015年、2017年)或海底(Owiredu等人,2022年;Song等人,2021年)。关于海表大型塑料的研究仅限于局部案例,且缺乏详细的调查方法描述(Jo等人,2005年;Kim,2014年;Kim等人,1997年、2005年;Yu等人,2002年)。因此,迫切需要使用国际通用方法对韩国海域的漂浮塑料进行系统性调查,以填补区域垃圾评估的认知空白,并更准确地识别污染源。
本研究利用船舶目视观测方法,对2022年至2025年期间韩国海域长度≥2.5厘米的漂浮垃圾进行了为期四年的监测,评估了污染程度和垃圾特性,并探讨了影响大型塑料污染的主要来源。尽管目视观测可能低估某些类型的漂浮物(Jang等人,2024年),但该方法因其与其他研究的可比性以及适用于快速、大规模监测而被选用。据我们所知,这是首次对朝鲜半岛周边漂浮垃圾进行全国范围的监测。该研究为了解韩国海域漂浮垃圾的当前分布和特性提供了重要基础数据,有助于填补海洋垃圾研究中的知识空白,并为优先制定管理措施提供价值参考,从而有助于减少进入海洋的塑料污染。
研究区域
韩国周边有三个边缘海域:黄海、东海北部(以下简称南海)和东海,每个海域具有独特的地貌、水动力和污染物输入特征(表S1)。黄海是一个半封闭的边缘海域,位于韩国和中国之间,平均深度为44米。黄海沿岸拥有复杂的海岸线及1600多个岛屿(KIDI,2025年;MOF,2025年)。
漂浮垃圾的污染程度和分布
在覆盖4929公里的调查中,共观察到24632件漂浮垃圾,这些垃圾被分为88种类型(表S2)。所有调查线段均发现了漂浮的海洋垃圾,其密度范围为13–1191 n/km2。平均密度为181 ± 176 n/km2,中位密度为133 n/km2。黄海海域的污染程度最高(251 ± 174 n/km2),其次是南海(206 ± 206 n/km2),东海最低(81 ± 58 n/km2)。
韩国海域漂浮垃圾的污染程度
本研究通过船舶目视观测方法,调查了韩国沿海及近海区域的漂浮垃圾污染状况和特性。为便于区域间比较,我们整合了其他采用相同方法研究的结果(针对长度≥1–2厘米的漂浮垃圾)。本研究观察到的数据与东亚地区先前报告的结果一致。
结论
本研究首次全面概述了韩国周边三个边缘海域的漂浮垃圾污染情况。黄海和南海的污染程度最高,未鉴定的EPS(发泡聚苯乙烯)和薄膜状碎片是最主要的污染类型。这些发现为评估漂浮垃圾对韩国海洋生态系统的影响提供了重要基础数据,也为制定有效的污染治理策略提供了参考。
作者贡献声明
- 李勇章(Yu Lee Jang):撰写初稿、数据可视化、调查分析、数据整理
- 韩基明(Gi Myung Han):研究方法设计、调查实施
- 河成勇(Sung Yong Ha):研究方法设计、调查实施
- 洪尚熙(Sang Hee Hong):项目管理工作、研究方法设计、资金筹集、概念构思
- 吴秀恩(Soeun Eo):研究方法设计、调查实施、概念构思
- 沈元俊(Won Joon Shim):撰写修订稿、项目管理工作、研究方法设计、资金筹集、概念构思
- 李亨彬(Hyungbeen Lee):……(未提供具体贡献内容)
未引用文献
GESAMP等人,2019年;KMA,2022年;本文档中的英文内容已由至少两位专业编辑审核。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到了韩国海洋科学技术院“海洋塑料垃圾对生态系统影响评估技术开发”项目的支持。作者衷心感谢韩国渔业资源研究中心(R2025001)和鲸类研究所(R2025004)的支持,以及他们提供的研究航行机会。同时,我们也感谢参与研究航行的KIOST船舶的船长和船员们。