怎样才能把塑料从海里捞出来呢?
这个故事最初出现在Ensia。
一些棕榈树在海风咸立强。Kamilo海滩位于南端夏威夷的太平洋岛链，是黑色的火山海岸线在荒郊野外一个孤立的舒展。从海岸仅几百码，座头鲸从深处起来，五颜六色的鱼填补了珊瑚礁和罕见的海龟游泳窝在沙滩上。
但即使在这个偏僻的地方，垃圾冲刷上岸的每一天。“我们发现很多牙刷和梳子，塑料瓶和瓶盖，一遍又一遍，”梅根拉姆森，海洋生物学家对当地非政府组织的工作，说夏威夷野生动物基金会。
古老的夏威夷谚语把海湾描述成人们在海上迷路时寻找亲人的地方。
Lamson说:“从历史上看，这片海域一直是漂浮在海面上的生物的聚集地。但随着时间的推移，冲上岸的物质成分发生了巨大的变化。她说:“那时候，这些木材都是来自其他大陆的大块沉重木材。”“不幸的是，现在塑料垃圾太多了。”
这是一个太熟悉的景象在世界各地。自20世纪70年代初，研究人员收集了来自世界各地的海滩和海洋塑料。在各地单独南望海岸线9英里长，约15至20吨垃圾，每年洗了。
夏威夷大学马诺阿分校的海洋学家尼古拉·马克西缅科(Nikolai Maximenko)解释说:“在夏威夷的海滩上，我们发现了来自北太平洋各地的残骸。”有些来自亚洲，有些来自北美西海岸，而且，马克西缅科补充说，“当然，我们也有本地产品。”
从gyre到garbage patch
要了解像卡米洛这样偏远的地方是如何被大量的垃圾淹没的，我们必须考虑其中的流体动力学。
夏威夷位于一个巨大的洋流循环系统——北太平洋环流中。在环流中，垃圾会被困住并循环数年。这些岛屿和加州之间的一个地区含有如此高密度的人造碎片，因此被称为东太平洋垃圾带。当洋流改变时，这些垃圾会被冲回岸上，因此在卡米洛这样的海滩上也能找到它们。
在国际太平洋研究中心在檀香山，Maximenko和他的同事们采取了了解海洋垃圾是如何漂洋过海海洋的电流主要步骤。他和他的团队已经开发出可以投射在海上漂浮的物品的行为的计算机模拟。通过使用流浪汉浮标和卫星数据，该模型表明垃圾如何积聚在海洋。
大多数碎片在五大亚热带海洋环流中结束在太平洋，大西洋和印度洋，这在北半球按顺时针方向旋转，逆时针南。
从这些地区收集到的水样呈现出较高的塑料粒子的浓度，以及海洋环流正在成为海洋垃圾热点证据继续增长。据来自澳大利亚的研究人员新车型，第六环流可能形成未来几十年中 - 在北极巴伦支海。
从大海返回
每个9月,国际海岸清洁日，世界各地成千上万的志愿者漫步在海岸上收集垃圾。这项工作不仅清除了垃圾，还产生了一些数据，可以让我们对海洋可能包含的物质有一个大致的了解。
2014年，超过50万参与者在一天内收集了超过1600万磅的垃圾。最常见的前五种物品是烟头、食品包装纸、瓶盖、吸管、搅拌器和饮料瓶——这些都是现代消费社会的常见物品。收集者还发现了割草机、灯泡、假发，甚至购物车。
虽然许多这些项目的迅速丢弃，它们是从可能要持续几十年甚至上百年的材料制成。
2015年，研究人员对印度尼西亚和加利福尼亚市场出售给人类食用的鱼类和贝类进行了采样。他们发现，塑料和纺织纤维在动物的四分之一。
的损害和痛苦这将导致海洋生物严重。塑料可以在鲸鱼，鱼类和许多其他海洋动物的胃中被发现。
当海龟将购物袋与水母混淆时，它们会窒息而死;当它们被废弃的渔网缠住时，它们会溺水而亡。海豹会被卡在塑料环里，从六块腹肌中慢慢地穿过它们的脖子。在太平洋中部，信天翁幼鸟因过度食用瓶盖和玩具而死亡。生物多样性公约受海洋塑胶影响的物种有663种(PDF)。
另一个可能受到影响的物种是罪魁祸首。2015年，研究人员对印度尼西亚和加利福尼亚市场出售给人类食用的鱼类和贝类进行了采样。他们在里面发现了塑料和纺织纤维四分之一的动物。
一个宏伟的计划
迫切需要一个解决方案。那为什么不去清理一下呢?说到概念，我们不缺乏想象力从海里捡垃圾。
设计师和工程师提出了海军无人机和水性风筝,甚至巨大的人工水渠环流。
一群来自伦敦的大学生甚至提出了……的想法创建微生物生物技术一位荷兰建筑师想要打破塑料把垃圾变成“回收岛”人们可以持续定居。尽管关注这些概念已经获得了，其中大部分仍然相当3-d效果图 - 迄今为止 - 未了的野心。
专家们试图表达清理海洋垃圾将是一个多么巨大的挑战。美国国家大气和海洋局估计这需要68艘船一年的时间调查北太平洋的只是1％。在另一个更假设计算，海洋维权查尔斯·穆尔估计，清理所有五个垃圾补丁，1000条艇将需要过滤的水，每天24小时为79年，而这只是在技术存在的情况下。
但年轻的荷兰发明家博扬?斯拉特(Boyan Slat)试图挑战怀疑者。刚出校门，他就拿出了自己的简历雄心勃勃的想法2012年，他提出，与其派船去清理垃圾，为什么不利用环流提供的力量呢?
如果过滤平台可以固定在北太平洋垃圾带下面的海床，一个能拿出来的垃圾，而水通过它流过 - 甚至可能出售它的利润。
斯拉特的想法很快就像病毒一样传播开来，并为他赢得了大批追随者、世界各地的赞誉和数百万美元的众筹资金。
该项目的可行性，但是，一直严格审查之下。金尼和仪戈尔茨坦，既海洋科学家和博客，警告说板条项目可以通过威胁细腻的浮游动物和其他动物生活在海面附近造成弊大于利。双方还指出将该结构固定在海底有多么困难。他们称Slat目前的计划“设计不足，可能会失败”。
对于许多环保主义者，板条的方法是有缺陷的一个更基本的层面。他们认为，通过启动清理工作，当垃圾已经取得了入海从真正的解决办法转移注意力:减少废物、循环再用及循环再造。
塑料的岛屿
几十年来，环保组织一直试图提高人们对人为垃圾如何影响海洋生物的认识。但最终引起公众警惕的是有关海洋中存在大量垃圾岛的报道，其中一个据报道“面积是德克萨斯州的两倍”。The only problem? The islands don’t really exist.
事实上，塑料在广阔的海洋中分布得相当广泛。垃圾带不是固体的岛屿，而是在水柱上部分散着相对高浓度的小塑料碎片的区域，从上面很难看到。
那里面到底有多少呢?对全球海洋塑料累积总量的估计从数千吨到数亿吨不等。虽然媒体引用的一些数据纯属猜测，但其他数据则是几十年前的老数据。
“在开放的海洋中，塑料碎片的丰度、分布、时间和空间变异性知之甚少，”a专家小组的结论在2010年。
为了做出更准确的估计，科学家们近年来进行了一些研究，但数据仍然相差很大。虽然研究人员可能永远也不会得出一个精确的数字，但塑料污染很可能会随着产量的增加而扩大规模。
塑料的兴起
在很长一段时间里，塑料的发展被认为是一个巨大的成功故事。也不是没有充分的理由:合成材料以无数的方式促进了人类文明、财富和舒适。
1907年，比利时出生的化学家利奥·贝克兰(Leo Baekeland)发明了酚醛塑料，这是第一种合成塑料聚合物，被冠以“用途广泛”的标签。Bakelite was moldable, heat-resistant and nonconductive, so it was soon used for a multitude of products, from electrical insulators and casings for telephones and radios to toys, poker chips and firearms.
在接下来的几年里，新的合成材料开始出现在市场上。
全球塑料生产从1950年为190万吨，到2013年接近3.3亿吨(PDF)。该数字不断增长。今天，它是很难想象的不包含或不包在塑料制品。塑料使运输更加高效的碳，保持betway必威娱乐食物的新鲜，以避免浪费它，让我们通过隐形眼镜看到 - 只是仅举几例利益。
但对环境的负面影响也很普遍。几十年的大量使用已经使塑料在全球范围内得到普及。今天，我们的产品残余物随处可见从大洋深海沉积物的表面,在湖泊和河流,甚至冻结北极冰层。
捕获垃圾
虽然寻找一种可行的方法来清洁现有的海洋塑料的努力是值得称赞的，但它们不会阻止更多的垃圾进入海洋，通常是通过河流和小溪。
在巴尔的摩，发明家灵机一动赶上垃圾桶，然后才能到达公海。约翰·奇力工作的城市污染严重，靠近海港多年 - 一个“丑陋的一片水域”大多数游客，因为他回忆说。
奇力意识到，很多这种塑料到达港口的从琼斯瀑布，其累积的垃圾，因为它蜿蜒穿过居民区流进来。
凯莱特与当地合作伙伴开始着手建造一种装置，它能在垃圾漂到下游之前将其从河面上撇去:一种太阳能和风能驱动的垃圾拦截水车。
不再只是奇力的头一个想法时，内港水车部署在2014年已经成为一个突出的城市地标。类似于巨型鹦鹉螺，其具有覆盖所述琼斯瀑布35米宽（40码宽的）口橙动臂和引导件浮在表面上的输送带，在那里它们被收集，才可以到达港口。然后，垃圾被倒入水车的白色屋檐下的大型集装箱和拖拉了。
奇力估计，这会飘进内巴尔的摩港垃圾的四分之三是被抓来代替。
“它的足迹很小，影响范围却很大，”深海生物学家说安德鲁·大卫泰勒写道：关于水车，而他并不是唯一的海洋科学家，谁曾称赞奇力的企图清理接近源。
那么，有一天水车会成为大多数河口的熟悉景象吗?凯莱特希望这种情况不会发生。他承认:“我们发现，清理一条小河里的垃圾是个很有挑战性的工作。”
尽管这位发明家已经收到了很多将他的技术应用到世界其他地方的请求，他也看到了将其应用到中型河流和港口的巨大潜力，但他的最终目标是让水车停止工作。正如他所指出的，如果有更好的教育、立法和技术，垃圾可能一开始就不会出现在河流中，也不会流入海洋。
新的挑战：塑料微粒
在德国乌珀塔尔污水处理厂，有雾云挂在各地大型水池的绿色山丘低。在嘈杂的大厅，大金属耙子努力忍住固体垃圾的废水它携带，从湿纸巾，安全套，卫生纸的木材和偶尔的石头。
外，水流入大的过滤池，测量直径70至100英尺。在那里，一切比水重机械分离。只有一些棉签轻足以逃脱。然后，将水引导到冒泡游泳池，其中的细菌消化一切所能。
“我们的微生物有10天左右的寿命，”沃尔克Erbe广场，Wupperverband的技术部门经理，这需要周围的河流佩尔护理水资源管理和运行伍珀塔尔污水处理厂的实体解释。塑料，但是，是不是他们的菜单上，他说。这是不幸的，因为有一个新的挑战的污水处理厂要处理 - 这是几乎看不见。
微型和nanoplastics是塑料垃圾的新类别，在最发达的国家，即使设施尚未配备。因此，虽然水可能看起来很干净，真的不是。
世界各地的许多浴室都可以检测到这种物质。从牙膏、除臭剂到沐浴露、眼影和防晒霜，许多美容产品都含有微小的塑料微粒2015年联合国环境计划署（PDF）报告透露。他们提供的有效成分，去角质，调节粘度和履行许多其他功能。这是不是新的：化妆品和清洁剂的生产商已经加入到塑料的配方了几十年。
有些产品是由90%的塑料微粒组成的。它们非常小，它们的尺寸用微米来描述，微米是毫米的千分之一。比较一下:人类的头发大约有100微米厚。一些生产商甚至更小，添加纳米塑料，其范围在百万分之一毫米。另外，我们还可以从另一个角度来看待这个问题:人类DNA的直径只有2.5纳米。
这些粒子中有多少会进入河流和小溪，最终进入海洋，目前仍不清楚。
在德国北部的阿尔弗雷德韦格纳极地和海洋研究所，一个由资深科学家贡纳尔·格茨领导的研究小组进行了一项研究试验研究找出有多少塑料从污水处理厂泄漏。
“我本以为我们不会发现很多，因为据说纳米材料被污水污泥很好地阻挡了，”Gerdts解释说，“但我们实际上发现，污水处理厂确实以大量的方式向河流排放微塑料。”He notes that the amounts his team found in samples from different facilities varied greatly, so more research is needed to understand the scope of the issue.
微小颗粒和纤维对海洋动物的影响仍在调查中。对于一些物种，如贻贝，实验室实验已经证明不良的健康影响如炎症。此外还有其他风险:塑料可能含有双酚A等有问题的添加剂，而微珠有这种倾向吸引持久性有机污染物，如滴滴涕从他们周围的水中。这可能会导致鸡尾酒在动物中积累到食物链的顶端。
微米和nanoplastics是颗粒和不均匀分布的，所以测量它们的浓度是一个困难的过程，不同于药品，其溶于水，并因此存在于每个探针。不仅检测微观和nanoplastics，但它们抱完全污水处理厂，需要清洁的整体附加阶段，正值该最终传导至消费者成本。
“真理的时刻是当污水处理厂决定它是一个优先考虑他们不要放开塑料微粒,”Lars Grønbæk说,丹麦废水净化的工艺工程师工作公司KD。Grønbæk是膜的专家,可以从水中去除微小粒子使用原则类似咖啡过滤器。
这是“不是新的火箭技术，”Grønbæk说。他的公司的flatsheet膜已经能够过滤下来的大小的十分之一微米的，他说，他们可以进一步细化。但目前，只有污水处理厂的一小部分正在部署滤膜，Grønbæk说。只要没有要求他们这样做的规定，这是不可能改变的。
Wupperverband的Volker Erbe认为有一个更好的方法来解决这个问题:“我们需要考虑不使用会对环境造成问题的材料，而不是试图用昂贵的技术从我们的废水中去除它们。”
这似乎正在朝这个方向迈出的第一步。在2015年末，美国总统奥巴马签署无微生物水法案，即禁止在化妆品等产品的小塑料。
纤维从洗衣机
另一个同样意想不到的微塑料污染来源似乎离解决方案更远了:洗衣机的塑料足迹。今天生产的许多服装是用合成材料制成的。每次洗完这些衣服，成千上万的塑料纤维就会从洗衣机中泄漏到废水中。
阿姆斯特丹自由大学(VU University of Amsterdam)生态毒理学教授迪克20万根这样的纤维可以逃逸在短短的一个洗涤周期。这是许多倍比以前的研究报告。
虽然大多数人不会看到这些微小的纤维从下水道中流出，但一次偶遇让布莱尔·乔利莫尔迅速找到了解决办法。乔利莫尔白天是一名机械工程师，住在远离城市排水系统的地方，位于加拿大东部新斯科舍省的一个偏远地区。他的房子需要自己的化粪池系统。
乔利莫尔回忆说，搬进新家后的一天，地下室里满是污水。乔利莫尔说，这家人很快就发现了问题所在:“化粪池里的一张灰色垫子”堵住了管道。
他很快意识到，堵塞系统的大部分是洗衣机里流出的水。所以他使用了一个滤水器外壳和一个不锈钢过滤器来构造一个过滤装置，并将其插入洗衣机和排水管之间。化粪池没有再溢出来。
起初只是为了解决乔利莫自己的问题，后来变成了一个小生意，乔利莫卖掉了他的50个左右线头LUV-R过滤器每个月。与研究海洋垃圾的研究人员一起，他正在寻找更广泛的市场应用他的洗衣机棉绒过滤器的选择。
如果这种过滤器能成为洗衣机的标准配置，那么对环境来说将是一场速战速决的胜利。但专家表示，设计一款既经济又方便的洗衣机将是一项巨大的技术挑战。生产这些过滤器将是昂贵的，他们很容易堵塞，使它不切实际的消费者使用。
而且似乎有一点激励，因为无论是消费者还是立法者呼吁进一步发展和规范的技术。
即使没有成为标准，也只是解决了问题的一部分。“同样的纤维，它们也被空气污染进入水中，” Vethaak指出。“真正的问题是，纺织品不环保。”
一切都分崩离析
塑料微粒的最大来源，但是，较大的项目打破。每一块塑料，它使对海洋与时间分崩离析。紫外光和波浪的力降解渔网，塑料袋，瓶，盖和牙刷成更小的和更小的碎片。
这些产生的微粒很可能是环境中发现的微塑料的主要来源，使来自化妆品或纺织品的微粒数量相形见绌最近的研究由德国联邦环境局建议。
因此，应对更大的项目的流入海洋将是关键，最终降低的微型污染。
一些新兴经济体增长如此之快，他们的废物管理系统跟不上，所以他们的海洋废弃物的贡献是巨大的。如果五个国家 - 中国，印尼，越南，泰国和菲律宾 - 提高了废物回收和处理系统，他们可以“了近一半切全局输入，得出结论：”的作者海洋保护署最近的研究(PDF)。
虽然这不能完全阻止塑料污染，但它可以为我们赢得“时间来更广泛地重新考虑包装和减少塑料的流动，”作者解释在《卫报》。
欧洲和北美可能更有能力处理他们的垃圾，但他们也在消费五倍每人多的塑料每年为亚洲人民世界观察研究所(Worldwatch Institute)的数据显示。这些富裕国家中有很多都出口了大量的塑料垃圾，其中大部分最后都流入了中国。由于全球市场不仅运输产品，也运输废物，塑料问题是一个真正全球性的问题。
毫无疑问，技术将发挥其作用。但有一个高的机会，无论多么聪明和创造性的想法，技术 - 修复海洋垃圾问题是，他们只是还不够。
为了真正解决这个问题，显而易见的是，房间里的大象必须一直存在:一种把塑料——一种可以使用多年的材料——当作一次性商品的心态。重新定义我们真正需要的塑料产品，以及如何规范、使用和处理它们，将是解决问题的核心。
三个R仍然有效：减量化，再利用，再循环。越接近我们可以从环流移到源头上解决塑料污染，最好我们的未来海洋将。
