長期以來，研究人員一直知道，塑料污染最終會進入海洋。但在抵達海洋之前，究竟有多少塑料被滯留、滯留在何處，人們了解得遠沒有那么充分。

作為賓夕法尼亞州立大學環境工程、自然地理與環境研究以及海洋學領域的教授，研究團隊最近牽頭開展了多項研究，繪制微塑料如何在賓夕法尼亞州各類水體中遷移的圖景。結果相當醒目：微塑料幾乎無處不在；沉積物中的微塑料濃度每20年大約翻一番；而最常見的一些塑料類型，也恰恰是毒性較強的種類。

自20世紀50年代以來，全球塑料產量大約每20年翻一番。如今，全球每年生產超過5億噸塑料，重量大致相當于地球上所有人的總重量。

塑料改變了人類生活，但如今全球超過一半的塑料廢棄物最終進入填埋場，回收比例不足十分之一。美國每年產生超過4800萬噸塑料廢棄物，其中約86%被送往填埋場。美國國內塑料回收率大約只有5%至6%，因此成為塑料污染的主要制造者之一。

其余塑料則進入環境，在數百年至上千年的時間里緩慢分解為微塑料。這些顆粒的尺寸從5毫米到1納米不等。5毫米大致相當于鉛筆橡皮擦的大小；作為參照，一根人類頭發的寬度約為80000納米。

如今，空氣、水、土壤、食物以及包括人類在內的生物體內，都已發現微塑料。微塑料可通過飲食攝入、呼吸吸入和皮膚接觸進入人體。研究發現，微塑料會在人體血液、大腦和生殖系統中積累。

要理解塑料為何會構成健康威脅，首先需要知道它們是如何分類的。在美國，塑料按照樹脂識別編碼系統分為7類，對應容器底部帶數字的回收三角標識。

據估計，超過80%的管理不善塑料廢棄物——也就是被亂扔、傾倒或未被妥善收集的塑料——會經由河流輸送到沿海環境。很多人或許聽說過“太平洋漂浮廢棄物帶”。這是全球海洋塑料聚集規模最大的區域，位于夏威夷和加利福尼亞之間。

它無疑規模巨大，但考慮到每年塑料的生產量以及流失到環境中的數量，海洋中的塑料總量仍明顯低于模型預測。事實上，仍有數百萬噸塑料去向不明。研究團隊展開這項研究，部分正是為了解釋這種“失蹤塑料悖論”。研究聚焦于賓夕法尼亞州的雷斯敦湖、科尼莫河湖，以及蒂尼卡姆的約翰·海因茨國家野生動物保護區——這里也是特拉華河口的起始區域。

研究團隊采集了兩類沉積物樣本，并圍繞三個問題展開研究：土地利用方式——無論是城市、農業還是森林——能否預測微塑料濃度？水庫和河口能否在塑料進入海洋前將其截留？哪些塑料類型最常見，哪些毒性最強？

沉積物巖芯——即從河床和湖床中鉆取出的長柱狀樣本——為研究提供了數十年來沉積物堆積的時間記錄。研究團隊還沿各條水道按間隔采集表層沉積物樣本，范圍從費城附近人口稠密地區，一直到賓夕法尼亞州中部雷斯敦湖和科尼莫河湖等人口稀少地區。

令人意外的是，在賓夕法尼亞州中部、以森林為主的雷斯敦農村流域采集的樣本，其微塑料水平與靠近費城國際機場的約翰·海因茨國家野生動物保護區流域樣本相近。

平均來看，研究團隊在每磅沉積物中發現約1125個微塑料顆粒，相當于每千克2500個。不過，不同地點的濃度差異很大，這意味著僅憑土地利用類型，無法可靠預測某條水道中會有多少塑料。

河口——即河流和溪流淡水與海洋咸水交匯的半封閉沿海水體——確實會截留微塑料，但截留量不足以解釋海洋中“失蹤”的那些塑料。我們發現，最常見的塑料類型是聚丙烯、聚氨酯以及輪胎橡膠。前兩者都屬于一次性塑料。所謂一次性塑料或一次性用品，是指只使用一次便被丟棄的塑料制品，例如面包袋、塑料瓶或吸管。

最后，研究發現，自1950年以來，賓夕法尼亞州沉積物中的微塑料累積量大約每20年翻一番，這與全球塑料產量的增長趨勢一致。研究團隊通過在水庫和河口深層鉆取沉積物得出這一結論。那里的沉積層會像樹輪一樣逐年堆積：底部較老，上部較新。通過分析每一層的化學特征，可以估算其沉積時間以及其中所含塑料的數量。

研究團隊利用放射性衰變為沉積層定年，其基本原理與碳測年相似。其中一種方法追蹤鉛210，這種元素會以已知速率衰變，因此可用于判定各沉積層的年代。另一種方法使用銫137，這是一種人造同位素，其在1964年達到峰值，與核武器試驗有關，因此可作為沉積記錄中的固定時間標記。兩種方法結合起來，有助于建立各層沉積物及其中塑料沉積時間的時間線。

更令人稍感鼓舞的是，在最新的沉積層中——根據深度和沉積速率推算，大致對應21世紀頭十年——研究團隊發現微塑料濃度出現了小幅但可測量的下降。這可能反映出回收率改善以及公眾對塑料廢棄物問題的認識擴大。雖然變化幅度不大，但這表明，至少在一定程度上，這一問題會對人類行為作出反應。

除了回收塑料之外，還能做些什么，以減少自身接觸微塑料的機會，并幫助減少其擴散？人們可以更多了解哪些塑料帶來的健康風險最高，并在購買前查看容器底部的回收編號。也可以把一次性塑料杯、吸管和食品容器替換為玻璃、不銹鋼或未漂白紙制品等替代品。