自工業革命以來,全球人口的快速增長與經濟的飛速發展對地球地貌與環境造成了巨大影響,人類活動對地球系統的改變開創了一個全新的地質年代——人類世(Anthropocene)。塑料的存在是一個合適的地質起點,可以定義人類形成地球表面的正式開始。
“人類世”用以指代當前地球上人類影響深刻改變的地質時期。
2023年4月,清華大學環境學院侯德義團隊在《Environmental Science & Technology》上發表了一篇題為" Plastic?Rock Complexes as Hotspots for Microplastic Generation"的研究論文。
該研究在野外考察研究中發現的塑巖樣品里,低密度聚乙烯塑料與以石英為主要礦物組分的巖石發生了不可逆的化學結合作用,致使塑料成為沉積巖地層的一部分,進而能夠被長期保存在地球的地質記錄中,成為人類世的標記。這一新的沉積巖類型是人類活動作為一種新的地質營力,影響地球地質周期的直接證據。
2008年首次提出Anthropocene概念的英國著名地質學家、人類世國際工作組主席Jan Zalasiewicz在Nature的報道中稱贊該研究給人類世賦予了更多的現實意義。《中國科學報》以“科學家首次發現塑料巖石”為題進行相關報道。
2024年3月,拉脫維亞水生生態研究所的研究人員在《Science Advances》上發表了一篇題為" Downward migrating microplastics in lake sediments are a tricky indicator for the onset of the Anthropocene"的研究論文。
該研究顯示,在湖底沉積的物質層中發現微塑料可能是確定人類世開始的一種不可靠的方法,人類世是標志著人類活動對環境造成的后果的地質時代。
研究人員在拉脫維亞三個湖泊(Seksu,Pinku和Usmas)的沉積物中尋找塑料,他們在沉積物樣本中發現了14種塑料,其中10種在Pinku湖發現,13種在Usmas湖發現,14種在Seksu湖發現。在所有深度發現的最豐富的聚合物是PA(聚酰胺)、PE(聚乙烯)、PUR(聚氨酯)和PVA(聚醋酸乙烯酯)。在三個湖泊中,最上層的沉積物層含有最多的塑料顆粒。但研究小組還發現,更小、更窄的顆粒已經進入了更古老的沉積物中,這些沉積物早在1950年代塑料生產開始之前就已經形成。例如,在已有200多年歷史的沉積物中發現了可生物降解塑料聚乳酸(PLA)和聚羥基丁酸酯(PHB)的顆粒。研究人員使用既定技術對沉積物樣品進行測年,測量樣品中含有的鉛同位素和球狀含碳顆粒的含量。
根據干堆積密度(BD)數據,Seksu湖的沉積物比Pinku湖和Usmas湖要松散得多。通過主成分分析(PCA)與因子分析相結合,以了解哪些變量和因素會影響MPs顆粒向更深層的運輸。以下變量:沉積物深度和年齡、沉積物有機物含量、BD、相對BD(RBD)、MPs材料密度、MPs粒徑(包括主要和次要尺寸)和形狀,即縱橫比(AR)。RBD等于各沉積層的BD與湖泊最稠密層的比值。AR是次要維度與主要維度的關系。因此,我們進一步根據 AR 將粒子分為四類:<0.25、0.25 至 0.50、0.50 至 0.75 和 0.75 至 1。所有聚合物在每個深度的 AR 值都有很大差異,但總的趨勢是 AR 值越大(越小的細長顆粒),顆粒在巖芯中穿透的深度就越深。
研究人員表示,微塑料在沉積物剖面中明確的向下遷移是一種真實的自然現象。這一過程的復雜性源于多種因素,包括沉積物材料的差異、微塑料種類的多樣性,以及周圍環境的獨特條件,這些都為深入研究帶來了挑戰。顯然,我們已然置身于一個無法避免微塑料存在的時代。專家們仍在努力探究這些微小顆粒物對我們的健康究竟有何影響,但不可否認的是,它們的普遍性已遠遠超出了我們的想象。我們迫切需要進一步優化對這些微塑料的研究方法,以更全面地了解其潛在影響,并尋求有效的應對策略。