日本国立研究开发法人海洋研究开发机构（JAMSTEC）地球环境部门海洋生物环境影响研究中心的赵仕业副主任研究员和中嶋亮太团队负责人的研究团队，查明了全球范围内直至海底水层（水柱）的微塑料（MPs）分布模式。研究发现，MPs在海洋水柱的整体区域内高浓度广泛存在，沿岸区域的浓度相较于远洋区域更高。这一研究成果将为推算MPs的海洋生态系统风险提供依据，相关研究成果已发表在国际学术期刊《Nature》的4月30日刊上。
图1 全球海洋MPs分布示意图（供图：海洋研究开发机构（JAMSTEC））
A：全球海洋中已进行MPs调查的观测点分布图。灰色表示海表面（水深20-50cm）MPs采集点，浅蓝色表示单一深度的水柱MPs采集点，深蓝色表示同一地点多个深度的水柱MPs采集点，红色表示沉积物捕获器。
B：图中显示了对海面漂浮MPs和海面下水柱MPs的研究状态。海表面漂浮MPs已在全球约7300个地点进行了大范围采样，而水柱MPs单一深度的采样点仅1400处，同一观测点跨多个深度的MPs调查案例仅有约340处。此外，针对可捕获沉降MPs的沉积物捕获器的研究目前仅在12个地点开展。
据估计，每年有900万～1400万吨塑料从陆地流入海洋。这些塑料大部分无法被生物降解，导致海洋中塑料垃圾不断蓄积。许多海洋生物误将MPs当作食物摄取，MPs中含有的有害化学物质正对整个食物链产生不良影响。海洋承担着将二氧化碳输送到深海，并将碳长期封存于深海的职责（生物碳泵），但这一过程也可能受到微塑料（MPs）的干扰。
此前，JAMSTEC的研究已经揭示，MPs并非仅停留在海面，部分会因形状、大小和比重不同而沉降，最终抵达海底。该机构去年曾报告，在太平洋和大西洋亚热带环流区进行的调查中，海面下10米至5500米深度范围内检测到大量MPs。然而，针对从海面至海底垂直方向水层“水柱”中漂浮MPs的调查却寥寥无几，真实状况几乎不为人知。
海表面漂浮MPs已在全球约7000个地点进行了大范围采样，而水柱MPs单一深度的采样点仅1400处，同一观测点跨多个深度的MPs调查案例仅有约340处。
因此，本次研究团队整合并重新分析了2014至2024年10年间由全球各地研究团队在1885个地点采集的水柱MPs深度剖面数据，探讨了海洋水柱MPs的全球污染水平、分布模式及潜在输运机制。
研究结果表明，MPs在水柱的各个深度均呈高浓度广泛分布，水柱是MPs的重要蓄积场所。MPs浓度的中位数为每立方米205个。
不同粒径的MPs沉降模式不同，微小MPs（1～100微米）的浓度随深度的增加而缓慢降低，呈现出在整个水柱中均匀分布的趋势。大型MPs（100～5000微米）则倾向于停留在表层或迅速沉降至海底。
MPs浓度在靠近陆地塑料供给源的沿岸区域尤其高，中位数达每立方米500个，为远洋区域数值的30倍。尽管MPs浓度会随水深的增加而降低，但其降幅因区域差异显著，沿岸区域从海面至海底的浓度最大可降至原浓度的千分之一。这被认为反映了生物碳泵的垂直输运作用。
研究还发现，在海洋自然来源的悬浮有机碳（POC）中，源自水柱中MPs的碳占比不容忽视。海洋水柱MPs来源的碳平均占水柱中POC总量的1.1%，在2000米深度处占比最高可达5%。
研究指出，这种塑料来源的碳（plastic-C）在POC中的占比未来可能进一步攀升，在数百至数千年尺度上，或将对碳隔离及生物地球化学循环造成深远影响。
未来，亟须确立针对水柱MPs的标准化调查方法，并收集高分辨率的观测数据。
赵仕业副主任研究员表示：“我正与日本、美国、荷兰、意大利及新西兰的科学家们携手，领导一支开展全球海洋水柱中微塑料采样工作的国际研究团队。我们的目标是运用统一的方法，构建一个全球海洋内部微塑料的高质量数据集。这些数据对于全面理解塑料污染对海洋生态系统及生物地球化学循环的长期影响将至关重要。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature
论文：The Distribution of Subsurface Microplastics in the Ocean
DOI：10.1038/s41586-025-08818-1
