《Frontiers in Ocean Sustainability》:Systematic-based approach to marine litter prevention in coastal environment: lessons and successes from the PROMAR project implementation in Guyana
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海洋垃圾仍是加勒比沿海环境中持续存在的环境挑战,其中陆源塑料废弃物构成了进入海洋系统垃圾的主要来源。该研究评估了预防加勒比海海洋垃圾(PROMAR)项目在圭亚那海岸的实施情况,采用了一种基于循环经济(Circular Economy, CE)原则的系统性、预防
海洋垃圾仍是加勒比沿海环境中持续存在的环境挑战,其中陆源塑料废弃物构成了进入海洋系统垃圾的主要来源。该研究评估了预防加勒比海海洋垃圾(PROMAR)项目在圭亚那海岸的实施情况,采用了一种基于循环经济(Circular Economy, CE)原则的系统性、预防导向型框架。研究人员在四个易受洪水侵袭的沿海社区采用了混合方法,整合了家庭物质流分析(Material Flow Analysis, MFA)、知识-态度-行为(Knowledge-Attitudes-Practices, KAP)调查、排水系统层面的垃圾拦截、海滩垃圾评估以及参与式利益相关方参与。结果表明,包装塑料,特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate, PET)和高密度聚乙烯(High-Density Polyethylene, HDPE),在拦截垃圾和岸线垃圾中占据主导地位,证实了家庭处置行为、排水网络与海洋污染途径之间存在紧密联系。社区废弃物资源化中心、基于激励的回收机制以及近源拦截措施共同促进了塑料泄漏的可观测减少,同时提高了意识、参与度和废弃物管理实践的本地自主性。研究结果表明,技术干预在辅以教育、行为激励和多主体治理安排时最为有效。具有政策参考价值的见解强调了生产者责任延伸(Extended Producer Responsibility, EPR)和分散式回收系统对维持和扩大海洋垃圾预防的重要性。该研究提供了可迁移的证据,表明系统性设计、社区根植的循环干预措施能够在脆弱的沿海环境中提供具有社会包容性和环境有效性的解决方案。
该论文发表于《Frontiers in Ocean Sustainability》,聚焦于海洋垃圾预防这一全球性环境议题。海洋垃圾,尤其是源自陆地的塑料污染,已成为威胁沿海与海洋环境最普遍且持久的环境挑战之一。据估计,80%至85%的海洋垃圾来源于陆地活动,其中管理不善的市政固体废弃物、不充分的收集系统、城市径流和河流输送是塑料进入海洋的主要途径。圭亚那作为大陆加勒比国家的典型代表,面临着严峻的海洋垃圾污染问题——该国约90%的人口、经济活动和关键基础设施集中在大致低于平均海平面的狭窄低洼沿海平原,依赖于老化但广泛的海防和排水运河系统。在此情境下,低效的固体废弃物管理直接导致沿海与海洋污染,因为不当处置的塑料极易被降雨、潮汐和洪水事件 mobilized 进入运河、河流,最终汇入大西洋。既有研究已显示,塑料占圭亚那海岸记录海滩垃圾项目近半数,且所有调查点位均未达到高清洁度等级。这一问题不仅限于环境退化,还与城市洪水、公共卫生风险及气候脆弱性密切相关。加勒比地区已被确认为全球海洋垃圾积累的热点区域之一,高人口密度、一次性塑料包装的大量使用以及碎片化的废弃物治理体系导致大量塑料泄漏进入近岸水域和海滩。尽管循环经济范式日益受到重视,但关于综合性的、基于社区的循环系统在低收沿海情境中实际运作方式的实证证据仍然有限——许多海洋垃圾行动仅报告产出(如收集吨数),却缺乏对系统性条件、治理安排和社会动因的充分分析。正是基于这一研究空白,研究人员开展了此项研究。
研究人员采用混合方法、基于系统的实施研究设计,在圭亚那东海岸德梅拉拉走廊四个易受洪水侵袭的沿海社区(Mon Repos、De Endragt、Good Hope和Lusignan)开展海洋垃圾预防评估。技术方法层面,研究首先实施了家庭物质流分析(MFA)与知识-态度-行为(KAP)基线调查,采用分层随机抽样对417户家庭进行调查,并辅以约500名社区成员参与的青年主导公民科学活动。其次,在三个主要排水流域(Mon Repos/Good Hope、Triumph和Annandale/Lusignan)安装了浮动垃圾拦截围栅,使用本地采购的聚丙烯绳和高密度聚乙烯(HDPE)虾网等材料,以45°角布置于运河中,并每日检查维护。第三,依据CEGESTI和Abrelpe分类系统开展海滩垃圾独立调查,在Unity Beach、Kingston Beach和No. 63 Beach设置三条垂直于海岸的样带进行标准化采样。第四,建立了四个分散式社区废弃物资源化中心,并试点了基于代币激励的废弃物兑换机制,居民可用分类塑料换取学校用品或家庭物品等非现金奖励。第五,回收塑料在圭亚那大学地球与环境科学学院循环经济技术实验室进行 shredding、清洗和再加工处理,生产闭环纪念品。第六,通过研讨会、学校项目、社区会议等形式开展教育和意识提升活动,并收集定性反馈。数据分析采用R 4.3.1,使用Shapiro-Wilk检验、Kruskal-Wallis H检验、Dunn多重比较、Mann-Kendall趋势检验、Spearman秩相关分析、配对Wilcoxon符号秩检验以及点二列相关系数等方法。
研究结果部分涵盖多个维度。在"圭亚那-PROMAR已完成活动快照"部分,研究人员总结了四个核心活动的成效。活动一(物质流分析与监测机制建立)方面,研究通过安装河道垃圾拦截围栅、岸线垃圾调查和住户废弃物审计,生成了圭亚那沿海社区首批基于实证经验的海洋垃圾流动基线,拦截了数万公斤塑料垃圾;同时提出了将海洋垃圾监测纳入国家和地方治理结构机制化的建议。活动二(循环经济试点实施)方面,研究基于KAP调查和利益相关方咨询,开发了"海岸废弃物资源化倡议",建立了社区分类收集系统和"圭亚那循环——循环经济实验室"。活动三(能力建设与跨国政策对话)方面,研究开发了国家海洋垃圾预防政策简报和生产者责任延伸(EPR)框架草案,并为审查圭亚那固体废弃物管理法案提供了技术投入;同时通过区域论坛促进了跨国学习。活动四(利益相关方意识提升与传播)方面,研究完成了大规模KAP调查,开展了海岸清理、公众展览和社区活动,并开发部署了海洋垃圾学校参与课程,通过广播、电视和纪录片扩大了项目影响。
在"基线条件与圭亚那海洋垃圾规模"部分,Unity Beach调查显示,在830 m2区域内共收集26.2 kg垃圾,消费相关塑料占项目总数的42.02%(279件),但硬质塑料颗粒虽仅42个,质量却达4,070 g,占总质量的15.54%;此外还记录了1,095 g一次性尿布和2,005 g玻璃。家庭MFA结果显示,76.74%的受访者每周经常使用19升塑料水罐,46.52%每周消费四瓶及以上塑料瓶装饮料,51.56%使用食用油容器,40.00%食用零食包装,35.01%使用一次性杯子;然而42.21%的受访者不进行任何垃圾分类,仅6.71%使用专业垃圾收集服务,11.99%定期倾倒垃圾,10.55%每周焚烧废弃物。
在"塑料泄漏量化与垃圾拦截"部分,围栅拦截数据显示,在总计113,399 kg(113.4吨)拦截垃圾中,塑料占59,466 kg(52.4%),其中PET瓶占13.5%,HDPE容器占16%,塑料袋和薄膜占31.5%,混合包装材料占39%。Mon Repos/Good Hope点位因位于两条大型排水渠道汇合处,月均拦截量最高(4,821 ± 1,205 kg)。Mann-Kendall趋势检验显示总月拦截量呈显著正趋势(τ = 0.68, p = 0.003),Spearman相关分析显示降水量与塑料拦截量呈强正相关(ρ = 0.71, p < 0.01)。围栅效率在1.8 kg·m
-2·day
-2至4.3 kg·m
-2·day
-2之间变化。Unity Beach周边垃圾密度在中心建立后显著下降(干预前中位数:0.42 item/m
2;干预后中位数:0.28 item/m
2;W = 18;p = 0.024;r = 0.52)。
在"社区废弃物资源化干预绩效"部分,四个分散式废弃物资源化中心的建立提高了居民参与社区层面可回收塑料分类的意愿。该倡议的第一部分通过特别设计的收集箱和清晰视觉分类指导,改善了源头分类合规性;第二部分基于代币的兑换机制成为持续参与的关键驱动因素,将分类塑料的价值与学校用品等本地生产商品挂钩,增强了循环性和地方经济流通;第三部分展示了小规模分散式塑料回收的技术可行性,使用 shredder、注塑模具和增材制造(3D打印)等技术,将本地收集的塑料转化为闭环纪念品。研究指出,激励系统可持续性的核心挑战在于能否从回收塑料中产生足够收入以覆盖成本,目前试点阶段回收物和纪念品销售收入尚不足以覆盖非现金奖励和物流成本,但选择源自本地社区的非现金激励显著降低了成本。
在"行为改变与社区参与成果"部分,2025年4月至9月间三项主要海岸清理活动共动员173名志愿者,清除约1,306.36 kg海洋垃圾,其中2025年国际海岸清理日(ICC)在No. 63 Beach动员121名志愿者,收集1,216 kg废弃物。活动后调查显示,参与者对海洋垃圾的理解、影响认知、问题严重性认知、个人责任感等各项指标均达到9.8至10.0分(满分10分)的高水平,日常习惯改变可能性和未来参与类似活动可能性分别约为9.4和9.6分。KAP综合得分与定期访问中心频率(每月≥3次)之间存在显著正相关(r
pb = 0.41, p < 0.01)。此外,世界环境日寻宝活动吸引39名青年参与者,EPA世界环境日意识步行和展览触及85人以上,学校项目覆盖133名学生,其中99.2%的儿童对垃圾分类游戏表现出极高热情,97%的学生自认为是"海洋助手"。
在"政策与制度进展"部分,研究成功制定了国家海洋垃圾预防政策简报,并正式提交给环境保护局(EPA);完成了EPR框架草案和塑料瓶及塑料包装国家押金退还制度(DRS)草案;于2025年5月21日成功召开了海洋垃圾预防和塑料废弃物管理国家对话,次日举办了EPR和循环经济商业模式生态系统能力建设研讨会;推进了"圭亚那循环——圭亚那循环经济实验室"的设立讨论;并与联合国环境规划署GRID日内瓦和日内瓦大学合作开发海洋垃圾数据收集、监测平台和区域信息系统。在区域层面,项目积极参与了多米尼加共和国考察访问(2024年6月)、麦德林PROMAR峰会(2024年11月)、加拿大沿海区会议(2025年6月)以及伯利兹加勒比水和废水协会会议(2025年10月)等。
在"综合与经验教训"部分,研究人员指出排水系统是需要针对性行动的关键泄漏途径;基于激励的回收机制能有效激励参与;技术干预在与持续教育、利益相关方参与和支持性政策改革相结合时最具影响力。综合方法强化了不同人群中的认知、态度和意图。但研究也存在依赖短期自我报告反馈和次级监测数据、长期行为持续性和生态影响评估受限等局限,以及机构响应时间慢、关键国家事件中利益相关方代表性不足等治理挑战。
研究结论部分明确指出,该研究证明了系统化、基于循环经济的海洋垃圾预防方法在脆弱沿海环境中的可行性和社会包容性。通过圭亚那PROMAR项目的实施,研究提供了塑料污染主要为陆源、与排水网络紧密相关、由废弃物管理系统结构性缺口驱动的实证证据。研究表明,社区层面的垃圾拦截、Object.values hub 和基于激励的回收机制能够共同实现对水生和海洋环境中塑料流量的可测量减少。PET、HDPE和其他包装塑料在拦截和收集废物流中的主导地位凸显了上游政策工具尤其是生产者责任延伸(EPR)的相关性。研究强调,技术干预单独并不足够,其有效性取决于教育、行为改变和利益相关方参与的平行投入。圭亚那-PROMAR试点的核心贡献在于其综合实施框架,将物质流分析、公民科学监测和社区参与与机构对话和私营部门合作相结合。研究提炼的可迁移经验包括:排水系统作为干预杠杆点的重要性,非货币和社区激励确保资源有限情况下的持续参与,以及利用现有社会基础设施锚定干预措施。然而,研究也强调了持续监测和机构承诺以巩固试点阶段成果的必要性——长期成功将取决于将循环经济原则嵌入国家法规、确保稳定融资机制以及扩大回收和恢复市场。