我們每年生產的億噸塑料廢料中，估計 一千萬噸 進入海洋。 大約一半的塑料密度小於水，因此它們會漂浮。 但科學家估計，只有大約 0.3百萬噸 漂浮在海洋表面的塑料，那麼其餘的去了哪裡呢？
考慮一下從羊毛中脫落的塑料纖維的旅程。 大雨將其衝入雨水渠或附近的河流。 細小的纖維會沉積在那裡嗎？ 還是河流將其帶到海岸並在海底徘徊？ 或者它會繼續漂向更遠的地方——最終進入廣闊的海洋？
塑料垃圾的形態多種多樣，令人眼花繚亂，這意味著纖維的命運只是無數謎團中的一個。
找出所有丟失的塑料最終去向可以幫助我們找出海洋的哪些部分受此類污染影響最嚴重，以及清理工作的重點。 但要做到這一點，我們需要能夠預測不同種類塑料的路徑，這需要由物理學家、生物學家和數學家組成的大型團隊共同努力。
這就是我們的研究團隊正在做的事情。 這是到目前為止我們所了解到的內容。
塑料通道
我們已經知道，像瓶子這樣的大塑料塊可以在海面上漂浮數年甚至數百年，需要很長時間才能分解。 經過幾年的旅程，洋流、風和波浪會將它們帶到海洋盆地的中心，在那裡它們積聚在 1,000 公里寬的循環系統（稱為環流）中。 茫茫 ”垃圾補丁“這個結果更像是一碗塑料湯，而不是一座垃圾島。
但塑料纖維——也許是到達海洋的最小塑料碎片——的命運更為複雜。 由於破碎波浪和太陽紫外線輻射產生的湍流，大纖維可能會在數天和數週內分解成更小的碎片。 這些被稱為微塑料，尺寸從五毫米到比細菌還小的斑點不等。
微塑料可以被魚吃掉——據估計 三分之一？sh 人類食用的食物中含有微塑料。 更小的顆粒也可以被浮游動物（漂浮在水面的微生物）吃掉，然後被更大的動物（包括鯨魚）吃掉。
微生物也可以在微塑料表面生長，這一過程被稱為“生物污垢”，導致它們下沉。 泥濘的河流，如密西西比河或亞馬遜河，含有粘土， 迅速安定下來 當它們接觸鹹海水時。 微塑料可以被沉降粘土帶走，但具體發生的程度尚不清楚。
量化每一塊塑料的所有這些結果是一個巨大的挑戰。 哪一部分最終進入魚體內，被粘土攜帶下來或覆蓋在海床上的微生物粘液上？ 對於一路進入公海的塑料部分，目前尚不清楚生物污垢或其他力量需要多長時間才能將顆粒拉到海面以下，開始漫長的最終下降到海底。
考慮到所有這些複雜的因素，預測塑料最終的去向似乎是無望的。 但我們正在慢慢取得進展。
抓住一波浪潮
如果您曾經在波濤洶湧的水域乘船，您可能會認為自己只是在同一個地方上下浮動。 但實際上你正沿著波浪的方向非常緩慢地移動。 這是一種稱為 斯托克斯漂移，它也會影響漂浮的塑料。
對於小於 0.1 毫米的顆粒，在海水中移動就像我們在蜂蜜中涉水一樣。 但海水的粘度對大於一毫米的塑料影響較小。 每個波都會向這些較大的粒子提供額外的推力。 根據目前正在審查的初步研究，這可能意味著較大的塑料被帶入大海 快多了 與微小的微塑料相比，它們不太可能定居在海岸附近發現更多海洋生物的海洋部分。
這項研究涉及球形塑料顆粒的研究，但微塑料廢物有各種形狀和尺寸，包括盤狀、棒狀和柔性纖維。 波浪如何影響它們最終的去向？
最近的一項研究發現，非球形粒子會與波的方向對齊，這可以 減慢速度 他們下沉的地方。 實驗室實驗 進一步展示了每個塑料顆粒的形狀如何影響其運輸距離。 較小的球形顆粒更有可能遠離海岸。
解開塑料失踪之謎是一門處於起步階段的科學。 波浪傳輸大型微塑料的速度比之前想像的要快，這有助於我們理解為什麼它們現在遍布世界各地的海洋，包括 在北極 和 南極洲周圍。 但找到從羊毛中拉出的纖維仍然比大海撈針更具挑戰性。
關於作者
布魯斯·薩瑟蘭，物理學教授， 阿爾伯塔大學; 米歇爾·迪貝內代托，機械工程助理教授， 華盛頓大學和 Ton van den Bremer，工程副教授， 代爾夫特理工大學
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