怎样才能让塑料走出海洋的？
这个故事最初出现在Ensia。
几棵棕榈树在咸咸的微风中挺立着。卡米洛海滩位于夏威夷太平洋岛链的南端，是一片偏僻的黑色火山海岸线。在离海岸仅几百码的地方，座头鲸从深海中升起，色彩斑斓的鱼类遍布珊瑚礁，稀有的海龟游到海滩上筑巢。
但即使在这个偏远的地方，每天都有垃圾冲上岸。“我们一遍又一遍地发现了很多牙刷、梳子、塑料瓶和瓶盖，”为当地非政府组织the的海洋生物学家梅根拉姆森(Megan Lamson)说夏威夷野生动物基金会。
古老的夏威夷谚语把这个海湾描述成一个人们在海上迷路时寻找亲人的地方。
“从历史上该地区一直样的事情都漂浮在海洋中的捕手，”拉姆森说。但随着时间的推移，材料洗净上岸构成发生了巨大的变化。“早在一天，这是大块来自其他大洲的重木的，”她说。“现在，不幸的是，这是一个很大的塑料。”
这是全世界都很熟悉的景象。从20世纪70年代初开始，研究人员就开始从世界各地的海滩和海洋收集塑料。仅在南点周围9英里长的海岸线上，每年就有大约15到20吨垃圾被冲走。
“这里的夏威夷海滩，我们有来自世界各地的北太平洋碎片，”尼古拉Maximenko，在夏威夷大学马诺阿分校的海洋学家解释说。一些作品来自亚洲，其他人来自北美的西海岸，并Maximenko补充说，“当然，我们有当地的产品了。”
从环流垃圾补丁
要了解一个偏僻的地方，如Kamilo可以通过大量的垃圾得到如此泛滥成灾，必须考虑在作怪流体力学。
夏威夷是洋流，北太平洋环流系统的一个巨大的循环系统。内环流，垃圾桶被困和循环多年。岛和加利福尼亚州之间的一个区域包含，它被戏称为东太平洋垃圾带的人造碎片如此高的密度。当电流变化，垃圾可以洗回岸上 - 因此它是在海滩，如Kamilo发现。
在檀香山的国际太平洋研究中心，Maximenko和他的同事们已经在了解海洋碎片如何通过洋流方面采取了重要步骤。他和他的团队开发了一种计算机模拟，可以预测海上漂浮物体的行为。利用漂浮物浮标和卫星数据，模型表明垃圾是如何在海洋中堆积的。
大多数碎片在五大亚热带海洋环流结束在太平洋、大西洋和印度洋，北半球是顺时针旋转，南半球是逆时针旋转。
从这些地区收集到的水样呈现出较高的塑料粒子的浓度，以及海洋环流正在成为海洋垃圾热点证据继续增长。据来自澳大利亚的研究人员新车型，第六环流可能形成未来几十年中 - 在北极巴伦支海。
从大海返回
每年九月，上国际海岸清洁日，成千上万的志愿者在世界各地的海岸上收集垃圾。这项工作不仅清除了垃圾，还产生了一些数据，这些数据可以让人们对海洋中可能包含的物质有一个粗略的了解。
2014年，50多万名参与者在一天内收集了1600多万磅垃圾。香烟头、食品包装、瓶盖、吸管、搅拌器和饮料瓶是最常被发现的5种物品，这些都是现代消费社会的常见物品。收藏家们还发现了割草机、灯泡、假发甚至购物车。
虽然许多这些项目的迅速丢弃，它们是从可能要持续几十年甚至上百年的材料制成。
2015年，研究人员对印尼和加州市场出售的供人类食用的鱼类和贝类进行了采样。他们在四分之一的动物身上发现了塑料和纺织纤维。
的损害和痛苦这将导致海洋生物严重。塑料可以在鲸鱼，鱼类和许多其他海洋动物的胃中被发现。
当海龟把购物袋和水母搞混时，它们就会窒息而死;当它们被丢弃的渔网缠住时，就会被淹死。海豹被六块腹肌形成的塑料环困住了，这些塑料环慢慢地刺穿了它们的脖子。在太平洋中部，信天翁雏鸟因过度食用瓶盖和玩具而死亡。《生物多样性公约》统计663种受海洋塑料（PDF）。
可能受影响的另一个品种是一个很负责任的。2015年，研究人员对印尼和加州市场出售的供人类食用的鱼类和贝类进行了采样。他们发现，塑料和纺织纤维动物的四分之一。
一个宏伟的计划
迫切需要一种解决办法。所以为什么不去清理一下呢?当涉及到概念时，并不缺乏想象力从海上垃圾回收。
设计师和工程师提议海上无人驾驶飞机和水性风筝，甚至巨大的人工水渠对于环流。
一群大学生从伦敦竟然推动的想法建立生物技术的微生物打破了塑料和荷兰建筑师想把垃圾变成“再生岛”人们可以持续定居。尽管关注这些概念已经获得了，其中大部分仍然相当3-d效果图 - 迄今为止 - 未了的野心。
专家们试图传达会是怎样一个巨大的挑战，清理海洋垃圾。美国国家大气和海洋局估计这将需要68个船整整一年调查北太平洋的只是1％。在另一个更假设计算，海洋维权查尔斯·穆尔估计，清理所有五个垃圾补丁，1000条艇将需要过滤的水，每天24小时为79年，而这只有当技术出现。
但是博恩·斯莱特，荷兰一个年轻的发明家，曾试图挑战持怀疑态度。刚从学校出来，他提出了他的雄心勃勃的想法为了在2012年过滤开阔的海洋:与其派船去追垃圾，他说，为什么不利用旋转的漩涡流提供的力量呢?
如果能在北太平洋垃圾带下面的海床上安装一个过滤平台，就能在海水流过时把垃圾取出来——甚至还能把垃圾卖掉赚钱。
斯莱特的想法迅速走红，并为他赢得了大量追随者和来自世界各地的赞扬，并在众筹中获得了数百万美元的资金。
该项目的可行性，但是，一直严格审查之下。金尼和仪戈尔茨坦，既海洋科学家和博客，警告说板条项目可以通过威胁细腻的浮游动物和其他动物生活在海面附近造成弊大于利。双方还指出这将是多么困难的结构固定到海底。他们称斯拉特目前的计划“设计不足，很可能会失败”。
对许多环保主义者来说，斯拉特的方法在更根本的层面上是有缺陷的。他们认为，当垃圾已经进入海洋时才开始清理把注意力从真正的解决方案上转移开：减少，再利用和回收。
塑料岛屿
几十年来，环保组织曾试图提高的碎片如何人为影响海洋生物的认识。但是，在公众中引发终于报警是在海洋中，一个据称大量垃圾岛屿的报告“得克萨斯州面积的两倍。”唯一的问题？真的不存在的岛屿。
事实上，塑料在广阔的海洋相当广泛分布。垃圾补丁不是固体岛屿，但是其中相对高浓度的小的塑料片被分散在水柱，从上面几乎不可见的上部区域。
因此，有多少是在那里，真的吗？在世界海洋总塑料堆积估计已经介于数千到数以百万计的吨。虽然已经通过媒体提出了一些数字是纯粹的炒作，其他依靠可几十年的历史数据。
“在公海中，塑料碎片的数量、分布以及时间和空间的可变性鲜为人知。专家小组的结论在2010年。
为了产生更准确的估计，科学家们在最近几年进行了大量的研究，但仍然人物差别很大。虽然它可能是研究人员永远不会拿出一个准确的数字，塑料污染最有可能将在规模增长不断上升的生产。
塑料的崛起
在很长一段时间，塑料的发展被认为是一个巨大的成功故事。而不是没有理由：合成材料具有先进的人类文明，财富和舒适不可数方式。
1907年，比利时出生的化学家利奥·贝克兰发明了第一种合成塑料聚合物——酚木，并将其命名为“千种用途的材料”。Bakelite was moldable, heat-resistant and nonconductive, so it was soon used for a multitude of products, from electrical insulators and casings for telephones and radios to toys, poker chips and firearms.
在接下来的几年里，新的合成材料开始出现在市场上。
全球塑料产量从上升190万吨，1950年接近3.3亿吨，2013年（PDF）。该数字不断增长。今天，它是很难想象的不包含或不包在塑料制品。塑料使运输更加高效的碳，保持好用的买球外围app网站食物的新鲜，以避免浪费它，让我们通过隐形眼镜看到 - 只是仅举几例利益。
但对环境的负面影响也已经无孔不入。大量使用的几十年里有塑料蔓延世界各地。今天，我们的产品的残余可以发现从海洋表面到深海沉积物在湖泊和河流，甚至冻结在北极冰中。
捕获垃圾
虽然努力寻找一个可行的方法来清理现有的海洋塑料是值得称道的，他们不会进入海洋阻止更多的垃圾，往往是通过河流和溪流。
在巴尔的摩，一位发明家想出了一个办法，在这些垃圾漂洋过海之前把它们收集起来。约翰•凯莱特(John Kellett)在该市污染严重的港口附近工作了多年——据他回忆，对大多数游客来说，这是一块“丑陋的水域”。
凯莱特意识到，大部分到达港口的塑料都来自琼斯瀑布，这是一条蜿蜒流过居民区时堆积着垃圾的河流。
与当地合作伙伴，奇力开始着手构建会从河面上掠过垃圾，然后才能浮下游的装置：一个太阳能 - 和风能，垃圾拦截水车。
不再只是奇力的头一个想法时，内港水轮部署在2014年已经成为一个突出的城市地标。类似于巨型鹦鹉螺，其具有覆盖所述琼斯瀑布35米宽（40码宽的）口橙动臂和引导件浮在表面上的输送带，在那里它们被收集，才可以到达港口。然后，垃圾被倒入水车的白色屋檐下的大型集装箱和拖拉了。
凯莱特估计，原本会漂进巴尔的摩内港的垃圾中，大约有四分之三被捕获了。
“它的足迹很小，其影响是巨大的，”深海生物学家安德鲁·大卫·塞勒写道关于水车，而他并不是唯一的海洋科学家，谁曾称赞奇力的企图清理接近源。
因此，将水车是一个熟悉的景象在最河口在一起？奇力希望这不会有这样的情况。“我们发现，小江是一个具有挑战性的地方，试图清理垃圾了，”他承认。
尽管发明已经获得了一些要求的在世界的其他地方部署了他的技术，他认为良好的潜力，将其放大为中型河流和港口，他的最终目标是把水车失去工作。正如他所指出的，如果有更好的教育，立法和技术，垃圾可能不会在河流和旅游摆在首位海洋露面。
新的挑战：塑料微粒
在德国伍珀塔尔污水处理厂，大池塘周围的绿色山丘上低垂着雾霭。在一个嘈杂的大厅里，巨大的金属耙在努力地清理废水所携带的固体垃圾，从湿巾、避孕套、卫生纸到木材，偶尔还有石头。
外，水流入大的过滤池，测量直径70至100英尺。在那里，一切比水重机械分离。只有一些棉签轻足以逃脱。然后，将水引导到冒泡游泳池，其中的细菌消化一切所能。
“我们的微生物有大约10天的寿命，”伍珀沃本公司的技术部门经理Volker Erbe解释说。伍珀沃本公司负责管理伍珀塔尔河周围的水，并运营伍珀塔尔废水处理厂。但他说，塑料不在他们的菜单上。这是令人遗憾的，因为这是污水处理厂必须处理的一个新挑战——而且几乎是不可见的。
微塑料和纳米塑料是塑料垃圾的新类别，即使是最发达国家的设施也还没有为此配备设备。因此，虽然水看起来很干净，但其实不然。
源可以在世界各地的许多浴室进行检查。从牙膏和除臭剂沐浴露，眼影和防晒霜，许多美容产品含有微小的塑料颗粒，一2015年联合国环境计划署（PDF）报告透露。他们提供的有效成分，去角质，调节粘度和履行许多其他功能。这是不是新的：化妆品和清洁剂的生产商已经加入到塑料的配方了几十年。
有些产品是由90％的这些微小的塑料颗粒组成。他们是如此之小，其大小以微米，这是一个千分之一毫米描述。为了比较：一个人的头发大约是100微米厚。一些生产商甚至还要更细小，并添加nanoplastics，这是在毫米的百万分之一的范围。也把此成角度：人DNA是直径为2.5纳米。
许多这些粒子如何到达河流和小溪，并最终大洋，目前还不清楚。
在德国北部的阿尔弗雷德·魏格纳极地和海洋研究所，由资深科学家冈纳·格德茨领导的一个研究小组进行了一项研究试验研究找出多少塑料如何逃脱的污水处理厂。
"I expected that we wouldn’t find very much, because nanomaterials are said to be held back pretty well by the sewage sludge," explained Gerdts, "but what we actually found was that wastewater treatment plants do emit microplastics into the rivers in substantial ways." He notes that the amounts his team found in samples from different facilities varied greatly, so more research is needed to understand the scope of the issue.
对海洋动物的微小颗粒和纤维的影响仍在调查中。对于一些品种，如蚌，实验室研究表明，不良健康效应如炎症。还有其他的风险:塑料可能含有有问题的添加剂，如双酚A，而微珠有可能会吸引持久性有机污染物如DDT从周围的水。这可能会导致相当多的鸡尾酒动物食物链积聚。
微塑料和纳米塑料是颗粒，不是均匀分布的，所以测量它们的浓度是一个困难的过程，不像药物，它溶于水，因此存在于每个探针中。不仅要检测微塑料和纳米塑料，而且要在废水处理厂中完全阻止它们，这需要一整个额外的清洗阶段，其成本最终会转嫁到消费者身上。
“真理的时刻是当污水处理厂决定它是一个优先考虑他们不要放开塑料微粒,”Lars Grønbæk说,丹麦废水净化的工艺工程师工作公司KD。Grønbæk是膜的专家可以从水中去除微小粒子使用原理类似于咖啡过滤器。
这是“不是新的火箭技术，”Grønbæk说。他的公司的flatsheet膜已经能够过滤下来的大小的十分之一微米的，他说，他们可以进一步细化。但目前，只有污水处理厂的一小部分正在部署滤膜，Grønbæk说。只要没有要求他们这样做的规定，这是不可能改变的。
Wupperverband的沃尔克Erbe广场相信有一个更好的办法来解决这个问题：“我们需要考虑不使用的材料可以成为环境问题，而不是试图从我们的废水昂贵的技术将其删除。”
这似乎正在朝这个方向迈出的第一步。在2015年末，美国总统奥巴马签署微珠免费水域法禁止在化妆品和其他产品中使用微小塑料。
纤维从洗衣机
另一个，微型塑料污染的同样意想不到的来源似乎从溶液更远：洗衣机的塑料足迹。今天大部分服装生产的是合成材料制成的。每个这些衣服洗涤时间，数以千计的微小塑料纤维可以从机器泄漏到废水中。
迪克Vethaak，在阿姆斯特丹VU大学毒理学教授指出，超过其中20万纤维会逸出只需一次洗涤。这比之前的研究报告高出很多倍。
虽然大多数人不会有机会看到细小的纤维清洗了他们的水渠，一个偶然的相遇过布莱尔Jollimore迅速寻找一个解决方案。白天是机械工程师，Jollimore远离城市的排水系统，生活在加拿大东部的新斯科舍省的一个偏远地区。他的房子需要有自己的污水处理系统。
乔利莫尔回忆说，搬进新家后的一天，地下室被污水淹没了。乔利莫尔说，这家人很快就发现了问题所在:“化粪池里的一块灰色垫子”堵住了管道。
他很快意识到，大部分了什么堵塞了系统从他的洗衣机流出的水皮棉。于是就用一个水过滤器壳体和不锈钢滤网以构建他垫圈和所述漏极之间插入的过滤装置。化粪池没再溢出。
什么最初只是为了解决Jollimore自己的问题而变成了一个小生意，然后Jollimore卖掉了大约50个棉绒LUV-R滤波器每个月。他与研究海洋垃圾的研究人员一起，正在为他的洗衣机毛线过滤器寻找更广泛的市场应用选择。
如果这样的过滤器来对洗衣机的标准，这将是一个速赢的环境。但专家说，设计一个既划算又方便打造成为商用洗衣机将是一个巨大的技术挑战。生产这些过滤器将是昂贵的，他们很容易会阻塞，使其成为不切实际的消费者使用。
而且似乎有一点激励，因为无论是消费者还是立法者呼吁进一步发展和规范的技术。
即使它成为标准，也只能解决部分问题。Vethaak指出:“同样的纤维，它们也会通过空气污染进入水中。”“真正的问题是，这些纺织品不环保。”
一切都崩溃
塑料微粒的最大来源，但是，较大的项目打破。每一块塑料，它使对海洋与时间分崩离析。紫外光和波浪的力降解渔网，塑料袋，瓶，盖和牙刷成更小的和更小的碎片。
这些得到的颗粒很可能是在环境中发现的塑料微粒的主要来源，矮化从化妆品或纺织品，一个未来的量最近的研究由德国联邦环境署建议。
因此，解决更大的物质流入海洋将是最终减少微塑料污染的关键。
一些新兴经济体增长如此之快，他们的废物管理系统跟不上，所以他们的海洋废弃物的贡献是巨大的。如果五个国家 - 中国，印尼，越南，泰国和菲律宾 - 提高了废物回收和处理系统，他们可以“了近一半切全局输入，得出结论：”的作者海洋保护协会最近的一项研究(PDF)。
虽然这不会完全停止塑料污染，就可以买我们的“时间重新考虑包装更广泛地和完全降低塑料的流动，”作者解释说在《卫报》。
欧洲和北美可能会得到更好的装备来对付他们的垃圾，但他们也消耗五倍每人多的塑料每年为亚洲人民据世界观察研究所。而许多富裕国家的出口大部分是在中国结束了他们的废塑料一大截。随着全球市场的船舶不仅是产品，而且也浪费，塑料问题是一个真正的全球性的。
毫无疑问，技术将发挥它的作用。但是，无论用技术解决海洋垃圾问题的想法多么聪明和有创意，它们都很有可能是不够的。
要真正解决这个问题，就必须把“房间里的大象”摆在眼前:把塑料——一种可以使用多年的材料——当作一次性商品的心态。重新定义我们真正需要的塑料产品，以及如何管理、使用和处置它们，将是解决问题的核心。
三个r仍然有效:减少、重用、回收。为了解决塑料污染问题，我们越接近漩涡的源头，我们的未来就越美好海洋将会。
