挽救海洋危机
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前言
当你拿到本期的《Geek》时，法国导演雅克贝汉执导的电影《海洋》已经在内地上映了。在雅克・贝汉的镜头之下，海洋，这一片占据了地球四分之三表面的蓝色领土在我们眼前缓缓铺开。对于整个人类而言，海洋的意义不仅仅在于它的辽阔与壮美。海洋更是生命的起源与摇篮，它以各种各样的形式孕育和哺育着地球上的生灵。
海水吸收着太阳的热量，并把热量辐射到大气中，调节着地球的温度：海水蒸发造成了雨、雾、雷电、风的产生。人类从气候、食物、工业、能源等多个方面享受着海洋带来的恩惠，在攫取海洋中蕴含的财富同时又将生活的副产物“回馈”给海洋。然而，海洋这只摇篮在人类的影响下，日益变得残破、脏污；在残害海洋的行动中，每一个人都是“凶手”。
人类，海洋最大的威胁
在墨西哥湾和渤海湾漏油事故发生之后，我们可以清楚地看到石油钻探行业对海洋环境的巨大威胁，而那些被原油覆盖的海鸟和植物、黑黢黢的海面都直观地向我们展示石油对海洋的污染。据调查统计，每年通过各种渠道泄入海洋的石油和石油产品，约占全世界石油总产量的0.5％!中国的海域也不太平，我国海上各种溢油事故每年约发生500起，沿海地区海水含油量已超过国家规定的海水水质标准2倍～8倍。不过油轮和钻井平台似乎离我们的生活过于遥远，以至于我们会觉得污染海洋的只是这些企业和它们所犯下的灾难性的过失。海洋污染，似乎和我们这些普通人无关。然而事实并非如此。除了海边的居民之外，离海洋数千公里之遥的我们，日常生活中的衣食住行，都在将各种各样的污染物输送给海洋。
就像大多数农产品一样，一颗大白菜从土地里走到我们的餐桌上的过程中，它始终离不开各种农药与化肥的“看护”。在20世纪40年代到60年代，最为普遍使用的农药为汞制剂农药。在施药过程中，一部分汞挥发散逸进入大气，随着大气中的空气流动，以降水或者降尘的方式进入海洋。当降雨来临，雨水又冲刷着植物和地面的汞制剂，将一部分带入江河，最终汇入大海。
当人类发现汞制剂农药的巨大污染后，开始逐步禁用汞制剂农药。但汞依然被大量用于各种工业生产中，生产我们需要的玩具、衣服、家电……而大量含有汞及其化合物的污水，也源源不断地排入海洋。不仅如此，在石油、天然气等燃料中同样含有汞的化合物，它们会随着燃料的燃烧以汽车尾气的方式进入大气，再随着降水和降雨进入海洋。
在汞制剂农药基本退出历史舞台后，人类开始使用氯制剂农药，其中以DDT的使用量最大。大约有三分之二的DDT随着雨水的冲刷和飞机播撒时气流的吹动进入了海洋。和DDT类似的氯制剂还有简称PCB的多氯联苯。PCB被广泛的用于电器中的绝缘体等，我们用来打游戏的电脑、降温的空调、洗衣服的洗衣机中都有它的踪影。它被合成用于制造生活用品，再通过废水、废渣和焚烧的形式通过河流和大气的循环系统进入海洋。
为了保证我们的日常生活而产生的海洋污染物远不止这些化工产品。许多人知道洗衣粉和洗涤剂会造成水体的富营养化，但造成水体富营养化的物质不仅仅只有洗衣粉。它们更多地来源于为了满足人类对肉、蛋、奶等食品的需要而饲养的各种家禽、家畜排放的大量粪便，以及抛洒的富含氮、磷的化肥。同样的还有我们人类在生活中产生的粪便、垃圾，这些粪便和垃圾通过城市的污水处理系统进入河流和海洋。这些有机物进入水体之后，大部分在细菌的作用下分解，在分解的过程中会消耗大量的氧，造成水中的溶解氧缺乏，从而导致鱼虾、贝类的死亡。在海水富营养化后，大量有益的生物不适应变化的环境而死亡，部分适应高营养化水体的藻类开始迅速滋生，导致浒苔和赤潮泛滥，它们会进一步掠夺海水中的氧气，最终造成一个个极度缺乏氧气、鱼虾无法生存的“死亡地带”。
而那些生活在海边的居民，除了在吃穿住用的过程中对海洋造成污染之外，更为直接的污染行为就是向海水中倾倒各种垃圾：塑料袋、矿泉水瓶、食品和饮料的外包装、食物的残渣……这些固体垃圾进入海洋，让海水变脏发臭，并在海风的影响下汇集成绵延数公里的垃圾带，东太平洋上甚至出现了一个面积达176万平方公里的“垃圾漩涡”。这些垃圾不仅破坏海滨沙滩，并有可能缠绕住船舶的推进器，影响渔业生产，更有可能被海鸟、鱼类、抹香鲸等海洋生物在捕食过程中吞咽下去。无法消化的啤酒瓶盖、易拉罐和塑料制品将停留在这些动物的肠胃中，造成肠道堵塞，危及生命。
因此，在海洋的污染问题上，没有任何一个人是无辜者。每一个地球人都是污染海洋的凶手，也应该为之负起减轻海洋污染的责任。因为，这不仅仅是在拯救海洋，更是在拯救我们自己。
海洋石油泄漏污染
2011年6月，康菲公司在中国渤海湾的油田发生漏油，这次漏油事故将840平方公里的海水水质降为劣等四类。这次漏油事故，让人不由得联想起去年美国墨西哥湾钻井平台的泄漏事故――2010年4月20日，墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸并引发大火，在36小时后沉入墨西哥湾。从4月26日起，钻井平台底部的油井开始不断漏油。仅仅四天，海上就出现高达9900平方公里的浮油带。随着事态的不断扩大，油井每天泄漏出的石油从5000桶上升到12000～19000桶之间。直到7月，泄漏的油井才被封堵完毕。墨西哥湾漏出的原油随着海水与海风扩散，扩散到美国至少五个州沿岸海域。这次事件成为人类历史上最大的一次漏油事故，也是一次巨大的生态灾难。
泄漏到海中的原油会形成巨大的油膜在海面上漂浮，这些原油能溶解海鸟羽毛上的油脂，让平时充满空气的羽毛空间渗入海水，从而使羽毛失去保暖和隔水性能，降低浮力。油污也会黏住海洋哺乳动物的毛，使其丧失防水和保温的功能。在墨西哥湾原油泄漏事件中，受污染严重的地区漂浮着浓厚的油带，这些地区的海鸟、海豹、海龟等生物被油污整个包裹。红褐色的油污具有极大的粘着力，不仅黏住了它们的羽毛和肢体，导致海鸟无法飞翔，还会堵塞住海豚、海龟的呼吸孔，导致窒息性死亡。在油膜较薄的地方’鸟类在捕食的过程中吞食下破碎的油膜和油块，这些物质严重刺激肠胃，使海鸟厌食。
随着海洋的流动和潮汐，海洋生物们在岸边和海中的巢穴也难以幸免。油污随着潮水被冲上沙滩和海边的灌木，随着洋流在海洋内部移动，沾染在它们能碰到的一切物体上。它堵住海鸟蛋和海龟蛋上的气孔，让蛋中的小生命窒息而死；它裹在鱼类生产的卵上，让卵无法孵化，使孵化出的小鱼变成畸形；泄漏的石油杀死了海鞘、海绵等生物，这些生物是鱼类、海龟的食物；漂浮的大片油膜降低了表层海水中的日光辐射量，从而引起整个地区进行光合作用的浮游植物的减少，从而进一步引起食物链与其他更高环节 重金属污染的一个缩影。我国是铬渣最多的国家，目前的铬盐生产企业每年产生约45万吨的铬渣，历史堆积量已经超过400万吨。这些铬渣大多露天放置，没有防雨淋、放渗漏、放飞扬等防护措施。风天，铬渣在风力的作用下进入空气，再通过降雨或降尘的方式沉降到地面和水面；雨天，则通过雨水冲刷入河或是渗漏到土壤中，以地下水的形式进入水循环，从而污染土壤和大气，并最终危害海洋。
海洋重金属和有毒物质的污染，可以通过在水中投放化学药剂，使其中溶解性的重金属等有毒物质转化为不溶性物质沉降，或是用离子交换法、反渗透法进行浓缩等。不论哪一种，都面临着成本高昂、见效缓慢和可能造成药剂二次污染的问题。因此，为了避免把大海变成一个充满毒素的水盆，最直接的办法是减少和控制有毒物质的排放，在废渣和废水的处理环节进行控制，以避免各种有毒物质通过水循环和大气循环进入海洋。对于个人而言，可能对于某些鱼类要谨慎食用。例如美国食品和药物管理局与环境保护署在2004年就发出警告，提醒准孕妇和幼儿忌食汞含量较高的鱼类，其中包括箭鱼、鲨鱼、方头鱼、鲭鱼和罐头金枪鱼，因为其中的高汞含量会损害婴幼儿神经系统发育。
食物链中的有毒物质
污染物的富集随着食物链越往高端提升而增大，体积较大的肉食性鱼类处在食物链较高阶段，体内富集的污染物较食用浮游生物和藻类的体型较小的鱼类多。污染物一般蓄积在动物的肝、肾、肺等内脏组织，肌肉中含量则较低。如镉在鱼类中的富集能力表现为内脏>骨骼>鳃>肌肉。
海洋富营养化
这个夏天，在青岛去看草原成为了青岛人的一句戏谑之语――青岛的海边，无论是农民养殖贝类和鱼类的滩涂和浅海，还是青岛人消夏游乐的海滨浴场，都被绿色的浒苔所覆盖。这是青岛历史上第五次浒苔大规模爆发，爆发的原因正是来源于海水的富营养化。在大自然的条件下，海水是高盐分、低营养化的水体，水体中的氮、磷等营养元素含量较低――而这两种元素常被用作于农作物施肥的化肥，它们对于许多作物而言，是促进生长的肥料。而人类自身的生活污水，包括粪便和用于洗涤的洗涤剂等，都会产生大量的氮和磷。同有毒物质一样，大面积施用的肥料也会随着地面径流和地下水循环进入大海，从而使整个海洋的水体变得富营养化。
海水的富营养化会降低整个水体的透明度和溶解氧含量，催生对氮和磷有高需求的植物繁殖，例如刚才提到的浒苔，以及由多种藻类组合而成的赤潮(在河流和湖泊内发生的叫水华)。水中溶解氧含量的降低将导致大量的水生物因缺氧而死亡，而死亡的尸体在水底经过微生物的降解，将进一步降低水中溶解氧的含量，并使水体富营养化进一步加剧。沿海的渔场和滩涂被赤潮袭击之后，养殖的渔民可能血本无归。
赤潮和浒苔灾害往往表现为突然爆发，而海水富营养化的危害比爆发性的赤潮影响更为深远――在海水富营养化最为明显的河口和近海水域，水体内含氧量大幅下降，水体内生物的死亡又使海水上浑浊，上层形成大量的漂浮物阻挡阳光的射入。多个条件反复作用，最后完全摧毁了水域的生态环境，形成没有或只有少量生物的“死亡地带”(Deod zones)。目前，全球已经有多达375个地区发现了类似的死亡地带，这些死亡地带还在不断地扩大。还有一些区域虽然还未变成生物远离的死亡地带，但生态系统已经开始失衡和退化――海水中氮含量越高，海草和珊瑚礁就越少。而海草场和珊瑚礁是许多鱼类栖息和产卵的地方。当海草场和珊瑚礁因为水体的富营养化而逐步减少、消失，海洋生物也失去了生活和繁衍的家园。除此之外，富营养的海水对水母等生物是有利的，而浮游生物和幼鱼是水母的食物。水母的大量繁殖将导致幼鱼被大量捕杀，从而降低了整个种群的数量。这种复合作用将导致海域内整个生态结构日趋简单化，影响人类的渔业收入，甚至造成一些物种的灭绝。
所幸相对于重金属和有毒物质而言，海水的富营养化可以采用养殖喜好氮、磷等营养的大型海藻来进行环保绿色型的治理。这种改进方法不仅比使用化学制剂安全，更在治理的过程中可以产生一定的经济效益。但珊瑚礁和海草场是复杂生态系统，大型海藻的种植虽然能减轻水体的富营养化，却无法快速地复原这些已经退化的生态系统，更别提那些死气沉沉的死亡区域。同控制重金属的污染一样，减少对海水和河流的氮、磷排放，依然是最有效的控制方法之一。
海洋垃圾
也许是海洋一贯的温柔造成了人类更加肆无忌惮地对它进行着伤害。如果说许多对海洋环境的破坏是自然灾害或迫不得已的话，那么塑料碎块及其他固体废弃物的人海则完全是人类自身劣根性的体现。
人类向海洋倾倒废弃物已有上百年的历史。早在1875年，在美国的南卡罗来纳州就开始出现海洋倾废，而随着人类对这种“彻底”处理废物的方式的青睐不断增加，人类便开始了长期的“科学倾废”。现如今，美国环保局已在海上划出131个倾废区，用来处理垃圾、污泥、化学药品、军工废物、放射性废弃物等，海洋倾废已然成为人类的“合理合法”举动。这种风气遍布全世界，日本、英国、法国、荷兰、意大利、新西兰、韩国等沿海国家也都在马不停蹄地向海洋倾废，当然，中国也未能免俗。
在所有向海洋倾倒的固体废物中，塑料废弃物最为值得我们关注。塑料是一种合成的高分子化合物，其无法自然降解的特性导致它已成为人类环保领域的头号敌人，而过高的处理成本则使得许多利欲熏心的“临时工”将塑料直接倾倒在海洋之中。在国内的很多海滨浴场，走近一看便会发现海滩上和海湾中布满了各种无法被海洋所容纳的塑料垃圾，而这些垃圾甚至来自于内陆河流各个流域的抛洒。
塑料废弃物等过量海洋倾废对海洋环境的影响是显而易见的。它们会造成海洋环境和水产资源的重大损失，而且也会危及人们的健康。很多海洋动物因误食塑料而无法消化最终痛苦地死去。小的塑料碎块从海水和沉积物中吸收集中多氯双酚、多氯联苯以及杀虫剂(DDT)，而多氯联苯等许多污染物会造成许多慢性疾病，像是内分泌失调、基因突变和致癌等疾病问题。此外，海水质量的不断下降和海滨环境的破坏无疑也是人们治理海洋环境所面临的巨大挑战。
目前，对塑料污染和海洋倾废的处理大多停留在事先防范阶段，人类已产生整治和预防的意识，但是后期处理的高难度依然让当今的科技水平望而不及。因此，一些国家和国际组织纷纷开始要求采取签订国际公约的方式彼此加强海洋倾废的控制和管理：1972年在伦敦通过的《防止倾倒废物及其他物质污染海洋的公约》为控制倾废提供了全球范围的准则，此后1982年的《联合国海洋法公约》也对海洋倾废作了规定，要求各国制定国内法律，以 防止、减少和控制倾倒废物对海洋环境的污染。与此同时，各国内部的倾废法指定之路也已慢慢开展，人们的思维意识正在从早期的随意性和盲目性向有意识的防范进步着。
海洋渔业危机
自古以来，海洋为人类提供了大量的食物，然而养活了人类数千年的鱼类资源，却在海水污染和过度捕捞的双重夹击下开始逐渐枯竭。在2009年世界自然基金会(WWF)公布了一项调查结果，因味道鲜美而被严重滥捕的大西洋蓝鳍金枪鱼中，东大西洋和地中海地区的滥捕现象极其严重，过去5年内上述两海域有产卵能力的成年金枪鱼数量骤减，预计到2012年数量将几乎降至零，当地渔业将难以维持。在中国，沿海人民喜食的大黄鱼和小黄鱼，数量已经减少到难以形成渔汛。而早在1992年，加拿大纽芬兰岛的渔业突然完全中断，渔民们无法在捕鱼季捕到原本丰产的鳕鱼，渔汛的消失在当年就造成了大约4万人失业。过度捕捞不仅破坏了鱼类的生存，也毁坏了整个海洋的生态系统。人们以前买来喂鱼的物种在渐渐消失，那些以鱼为食的物种也在渐渐改变习性，比如猫。这意味着渔场复苏的可能性微乎其微，即使停止捕捞，它们生存的世界也已经消失了。
过度捕捞对鱼类资源的掠夺不仅仅体现在捕杀大量的鱼类，在捕鱼过程中，由于复合型拖网的使用，在捕捞的过程中大量小鱼和幼鱼被拖网一网打尽。这种拖网式作业，不仅仅打断了鱼类的生长过程，还会造成误捕。有数据显示，每捕获1吨虾，就会误捕5吨其他的生物。
同时，在捕鱼行业中，捕捞者往往倾向于捕捞金枪鱼等大体型、经济价值高的鱼类。这些鱼类以及其他顶级捕食者的数量因为人类的捕捞呈直线下降。与此同时，一些小型鱼类的数量，例如沙丁鱼和风尾鱼，却暴涨了130％。虽然沙丁鱼和凤尾鱼同样是经济鱼种，但大型捕食性鱼类的数量的下降，却在影响整个海洋的生物种群之间的平衡。当顶级食肉动物的队伍被人类消化时，这些小型鱼类的种群将更加趋于兴盛和暴发，而这将使生态系统变得不稳定。此外，深海鱼类一直以其高营养、低污染、肉味鲜美而受到人类的亲睐。但深海鱼类生长缓慢，成熟晚、寿命长、繁殖慢的特点导致深海鱼类种群的恢复速度极慢，容易因为过度捕捞而导致濒危甚至灭绝。
捞现象，到了2009年，几乎90％的欧洲渔场都处在过度捕捞的状态，而且根本就没有任何限制捕捞的措施。目前全世界只有不到0.1％的海域被建成海洋自然保护区，并且禁止在那里进行渔业捕捞，但全球性的过度捕捞仍然是难以控制的问题。相比之下，误捕问题通过一些廉价易用的设备倒是能得到很好的解决。如在渔网上加装阻止海龟通过的金属格栅或探测鼠海豚的声波发射器，以及使用“弱钩”――当上钩的猎物体重超过原定目标时，鱼钩就会被拉直，让误上钩的猎物能够逃走。
海洋环境监测技术
面对人类对大海肆无忌惮的侵害，海洋已用其特有的方式向人类抗议着。而目前看来人类也已经有所觉悟，包括中国在内的世界上许多国家也将海洋监测技术作为控制和保护海洋最为重要的前置手段之一。而这项技术则可从多个角度加以阐述，《Geek》就从设备和系统两方面简单地介绍一下。
常用的海洋环境监测设备有以下几种：声相关海流剖面测量仪，可用于深水流场测量和潜艇深水远程导航；高频地波雷达，这是获取海表面动力要素及低速移动目标的仪器；温盐深剖面仪能够在海洋调查船上定点测量海水的温度、盐度和深度；而合成孔径声纳则是海洋监测设备中的明星，它可以用于海洋生物追踪、海底沉积物打捞、海难救援、海底矿产勘探、地貌测绘等，这是世界上最热门和难度最大的技术之一。
除了常见的几种设备之外，配合多个区域和阶段的设备、人员组合，对海洋环境的监测存在不同的系统方式，这其中常见的有：自动监测站系统，这套系统包括近海平台、灯塔、岸站、大型导航浮标、锚系浮标等等，主要是用来测量参数包括风速、风向、气温、气压、表层水温、盐度等海洋物理参数；浮标系统，这是一种很重要的水面或水下多参数测量仪器设备；船基自动监测系统，用多艘海洋考察船作为观测平台；用于监控大范围海域的风向、海浪、洋流等海况信息的高频地波雷达监测系统；此外还有可用于确定海洋中的哺乳动物的声纳系统，以及由传感器阵列和海底电缆构成的海基自动监测系统，这张海底网络可以监控海洋温度、酸度和其他指标的实时变化，未来它将能够探测太平洋和大西洋。
除了上述特定的设备和技术，无人机和卫星遥感技术也在海洋环境监测中发挥着极大的作用，如NASA的Terra等资源卫星就在墨西哥湾原油泄漏事件中全程监视并拍摄了油污的扩散状况，为清理和防范工作提供了极大的帮助。专业的海洋卫星还能寻找鱼群，测量大面积海域表面的温度、盐度等参数，绘制海底地形图等等。不过，以NASA为代表的西方国家的海洋环境监测技术虽然高超，但面对已然开始恶化的海洋环境，依然仅仅是起到监视和预测的作用――当然，监测和后期处理都成为海洋环境改善的希望。
海洋保护之路
海洋受到侵害对人类所带来的“反馈”已然明显，海洋中的“死亡地带”正在逐年增多，而海洋环境的恶化将成为人类所面临的最为棘手的环境问题之一，可以说，在全球范围内展开行动保护海洋生态系统刻不容缓。
联合国环境规划署(United NationsEnvironment Programme，UNEP)，一个成立于1972年的联合国业务性辅助机构，从成立伊始就致力于保护海洋环境的各种活动当中。UNEP曾多次声明和通告，意图告知全世界的人们，海洋环境正在遭受来自各方面的威胁，并一次次不厌其烦地向人们解释海洋环境遭受破坏后对人类的危害。而在诸多保护海洋所做的努力中，1995年UNEP在美国华盛顿召开的政府间会议上倡导的“保护海洋环境免受陆源污染全球行动计划”(GPA)则堪称为UNEP为海洋环保事业做出的最大贡献之一。
GPA的主旨首先是呼吁人类对自身所进行陆地活动所引起的对海洋及沿海环境的健康、繁殖及生物多样性的各种威胁的注意力，因为意识问题是许多海洋环保问题的最本源的问题。而具体到保护措施，GPA提出在由地方、国家、区域到全球各级参与的基础上采取统一的跨领域的行动举措，包括但不限于处理淡水、沿海及海洋水环境相互间问题。要知道，UNEP是全球唯一明确提出这些措施的机构，所以说GPA的提出是UNEP的创举，在人类对海洋环境保护的努力中做出了卓越的贡献。
1 时下的海洋环保技术，已经有了突飞猛进的发展，但面对已然造成的环境破坏还是力不从心，海洋环保科技的发展已是刻不容缓，而加大投入的力度将使得世界范围内会涌现出许多全 新的治理海洋理念。近些年来，世界各国亦开始了在科学技术领域开启技术上的突破活动，世界各国都加强了对海洋环保技术的投入力度。在全球一致的努力下，许多全新的技术不断涌现：海洋环境污染预防和控制技术、海洋环境污染的生物修复技术、人海污染物处置工程技术等方面的技术均取得了大幅度的进步；而人类在治理海洋的经验方面也得到了提高，建立海洋环境保护与生态环境修复示范区，建立海洋生态环境基础信息系统、物种资源信息系统、环境质量和生态健康标准体系等多个措施使得人类在面对海洋环境问题时更加得心应手。
2 硬件技术的提高自然不可或缺，而软件方面的构建自然也非常重要，法律、政策的丰富和完善是保障海洋治理有条不紊进行的重要支持。GPA计划推出之后，世界上很多的国家都开始建立相应的海洋环保制度，将海洋环保列入国家及区域性的法律保护之内，如雨后春笋般冒出的检查立法框架和环境政策得以保护海洋和沿海地区环境的可持续发展。而各国在法律和政策上对海洋环保的支持还得到了非常好的良性循环，2001年，全球100多个国家参加了在加拿大蒙特利尔召开的第一次全球行动计划实施情况政府间审查会议(IGR－1)，这次会议主要是审查在GPA执行时期间各国的进展情况，并提出新的工作目标和措施。会议通过了《蒙特利尔宣言》，这被公认是推动海岸、海洋和岛屿的生态系统管理的有效途径，无疑对全球范围内GPA计划的发展起到了强有利的作用。2006年，第二次全球行动计划实施情况政府间审查会议(IGR-2)在我国的北京召开，这也成为了全球积极参与解决海洋环保问题的又一例证。
3 为了提高人类治理海洋效率，开展海洋环境保护的国际合作是最佳途径。各国各尽其能，通过彼此间的合作扬长避短，共同打造完美的海洋环境，这不仅惠于合作的国家，对全人类更是有着非凡的意义。目前国际海洋保护的合作发展很快，很多国家之间开启了互签海洋环保的国际公约。以中国为例，现已同俄罗斯、美国、印度、韩国等多个国家签署了合作协议或谅解备忘录。多个双边协议的签订将促使参与国在海洋环境保护等领域存在共同的利益和合作潜力，为今后双方开展海洋环境保护及其他海洋科技领域的合作奠定坚实的基础。相信在越来越多的国际合作启动之后，海洋治理的效果将会更进一步得到提升。