综述：关于阿斯图里亚斯河口海域船舶交通和塑料垃圾的公民科学研究

《Journal of Marine Systems》：Citizen science study on maritime traffic and plastic debris in Asturias estuaries

西班牙阿斯图里亚斯海岸三处河口（Nalón、Sella、Avilés）的海洋交通与微塑料污染关联性研究表明：通过公民科学方法收集的船只数据与水质样本显示，Avilés因国际商港活动最频繁，微塑料浓度（1.75 MP/L）显著高于其他两处（Nalón 0.875 MP/L，Sella 1.03 MP/L），且渔船数量与塑料垃圾比例呈正相关。污染源复杂，包含包装塑料（主导）、渔业废弃物（Avilés占28.2%）及旅游/农业活动。研究强调需结合陆源管理与港口管控，并建议扩大技术监测手段和跨区域研究。

　　在全球范围内，航运活动每年运输约11亿吨货物，并预计到2050年将增长至少240%。这种增长虽然促进了经济发展，但也带来了污染、安全和海洋生态保护方面的挑战。特别是在西班牙阿斯图里亚斯地区，航运活动对当地经济至关重要，其中阿维莱斯河口是商船和渔业活动的重要枢纽，同时还有像桑胡安·德·拉·arena（纳隆河口）和里巴德埃斯拉（塞拉河口）这样的小型渔港和游艇码头，这些地方有着悠久的渔业和休闲航海传统。本研究采用公民科学方法，对这三个河口的航运活动进行了分析，并收集了河口附近的海滩上的海洋垃圾，旨在深入了解航运活动对微塑料污染的影响。

研究结果表明，不同河口之间在塑料垃圾类型和微塑料污染程度上存在显著差异，这些差异与航运类型和河口规模密切相关。微塑料污染与河口内船舶数量直接相关，而塑料类型则没有明显区别，这表明这些微塑料可能有共同的海洋来源。该研究强调了实施可持续管理措施的重要性，以确保阿斯图里亚斯海岸的航运活动能够在环保的前提下发展。

航运活动自20世纪中叶以来迅速增长，尤其是从1960年代开始的集装箱运输的兴起，彻底改变了全球贸易模式，使得大规模、高效的货物运输成为可能。这一趋势导致了海洋环境中塑料污染的增加，因为航运船只既是直接也是间接的海洋垃圾来源。全球大约90%的国家间贸易通过货物运输进行，航运业的快速发展对环境造成了显著影响。随着航运活动的增加，海洋污染问题也日益严重，特别是塑料垃圾的积累。

航运航道被公认为塑料垃圾积累的热点区域，主要原因是高密度的船舶交通和有意或无意的废弃物排放。据联合国贸易和发展会议（UNCTAD）的报告，截至2023年，全球航运业运输了约105,493艘超过100总吨位的船只。全球航运舰队主要由货物运输船只（包括干散货船、集装箱船、滚装船和油轮）组成，占全球航运能力的85%。此外，乘客船只（如游轮和渡轮）和渔船也是重要组成部分。世界航运理事会的报告指出，每年平均有1382个集装箱在海上丢失，相当于每年13820吨的消费包装商品。这些数据凸显了航运业在海洋污染问题中的重要角色。

为了应对这些影响，国际监管框架逐步发展。早期的尝试包括1972年的伦敦公约，该公约通过限制在海上倾倒废弃物和其他物质，加强了全球承诺，并鼓励采用陆地处理方式。1973年通过的《国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL）是最重要的国际协议之一，禁止向海洋排放塑料，并对其他类型的船舶废弃物（如油、污水和有害液体）建立了严格的控制措施。此外，《联合国海洋法公约》（UNCLOS，1982）为海洋治理提供了全面的法律框架，规定了各国保护和维护海洋环境的责任，包括防止、减少和控制来自不同来源的污染，包括船舶。

近年来，技术革新开始补充这些监管框架，提高透明度和执行力度。遥感、人工智能（AI）和基于区块链的监测系统等技术的发展，使得非法排放和废弃物流动的检测与报告更加高效。同时，联合国塑料条约（2024）等国际倡议也正在实施，旨在通过具有法律约束力的措施减少塑料污染的整个生命周期，从而加强现有协议下的承诺。

塑料污染对海洋生态系统、人类健康和航运业都构成了威胁。塑料的持久性是其主要问题之一，尽管其在人类使用中仅持续几分钟，但如果不妥善处理，它们可以在环境中存留数百年。这些塑料污染对海洋生物造成影响，包括塑料摄入、沉积物污染以及促进外来物种传播。微塑料（MPs）在食物链中也可能积累，对不同营养层次的生物造成损害，从营养到神经功能。

公民科学在海洋研究中发挥了重要作用，使非专家志愿者能够参与大规模数据收集。例如，海洋保护协会的国际海岸清理（ICC）自1986年以来，动员了全球数百万参与者收集海洋垃圾数据，极大地加深了我们对污染模式的理解。随着技术的发展，如基于应用程序的数据收集、GPS跟踪和遥感工具，公民科学的方法也在不断进化，提高了数据的准确性和可访问性。

本研究基于公民科学的原始数据，调查了阿斯图里亚斯海岸的三个河口：纳隆河口、塞拉河口和阿维莱斯河口。这些河口拥有不同的航运活动和垃圾类型，例如阿维莱斯河口拥有国际商业港口，而纳隆河口和塞拉河口则以渔业为主。研究发现，阿维莱斯河口的船舶数量最多，因此其塑料污染和微塑料污染也最为严重。此外，研究还发现了塑料垃圾在不同河口的分布差异，如包装塑料、不明来源的塑料碎片和塑料颗粒。

通过公民科学方法，研究团队收集了大量数据，包括船舶数量和类型、海洋垃圾的种类和数量，以及微塑料的检测和分类。数据收集过程采用了严格的协议，确保了数据的可靠性和一致性。志愿者被培训使用《联合国环境规划署/IOC简化协议》进行垃圾分类，并在实验室中使用显微镜和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）技术进行微塑料的化学鉴定。这些方法帮助研究人员识别了微塑料的来源，并确认了它们与船舶数量的正相关关系。

研究结果表明，虽然船舶数量与微塑料污染存在显著关联，但某些河口的污染情况可能更多地受到陆地污染源的影响。例如，阿维莱斯河口虽然航运活动最为频繁，但其垃圾污染程度却相对较低，这可能与当地的垃圾管理措施有关。相比之下，纳隆河口和塞拉河口的垃圾污染更为严重，可能与旅游业和农业活动有关。这些发现强调了在制定污染管理策略时，需要综合考虑航运活动和陆地污染源。

本研究还通过网络分析方法，将结果与全球其他地区的研究进行比较。网络分析显示，研究中引入的“地区”和“陆地”关键词并未在之前的网络分析中出现，这表明我们的研究在强调区域差异和陆地污染源方面提供了新的视角。此外，研究还指出，微塑料的化学组成在不同河口之间没有显著差异，这支持了微塑料可能具有共同的海洋来源。

总体而言，本研究通过公民科学方法，揭示了航运活动与海洋污染之间的关系，特别是微塑料污染。这些发现为制定更有效的污染管理措施提供了重要依据，同时也展示了公民科学在环境研究中的潜力。未来的研究应进一步探索河口动态与污染源之间的相互作用，进行长期监测和季节性比较，以提高对污染变化的理解。此外，新兴技术的应用，如人工智能、无人机监测和卫星遥感，可以增强海洋污染的监测能力。在政策层面，全球范围内对塑料污染的应对措施正在加强，例如联合国塑料条约的实施，以及港口废物管理的严格规定，如“零塑料”港口倡议和环保航运实践的推广。这些努力对于未来减少海洋污染具有重要意义。