摘要:近年来,随着海上风电场的快速发展,人们开始担心这些巨大的风机对海洋环境的潜在影响。尤其是风机叶片在长期使用中,由于风吹日晒和磨损,会释放出一些微小的颗粒物。那么,这些颗粒是否会对海洋生物,特别是紫贻贝这样的重要物种产生不良影响呢?
本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):
文 | 王海诗(Amphitrite Wong)
本文约2200字,阅读约6分钟
近年来,随着海上风电场的快速发展,人们开始担心这些巨大的风机对海洋环境的潜在影响。尤其是风机叶片在长期使用中,由于风吹日晒和磨损,会释放出一些微小的颗粒物。那么,这些颗粒是否会对海洋生物,特别是紫贻贝这样的重要物种产生不良影响呢?
Bedulina D, Lupše Š K, Hildebrandt L, et al.
科学家们决定研究一下这个问题,并得出了一些有意思的初步结论。 “海洋与湿地”(OceanWetlands)小编注意到一篇于2024年12月20日发表在《环境总论》上的最新研究。德国的研究团队发现,随着风机叶片长期暴露在风吹雨打的恶劣条件下,它们的表面会慢慢磨损,掉落一些小颗粒,这些颗粒进入海洋后,可能会影响生活在海里的生物。
紫贻贝(学名Mytilus edulis),又名蓝青口或紫壳菜蛤,是一种广泛分布于南北半球沿海的食用贝类。它的外壳呈椭圆形,通常为蓝黑色或紫黑色,表面光滑。紫贻贝适应能力强,从寒冷的北极到温暖的南半球都能生存,在中国沿海地区更是常见。
紫贻贝通过不停地开闭贝壳,将海水吸入体内,滤取其中的浮游生物作为食物。它们分泌的足丝非常坚韧,可以牢牢地将自己固定在岩石、码头等固体表面上。这种分布广泛,几乎遍布全球的温带和寒带海域。它们对环境的适应能力很强,可以在盐度、温度变化较大的海水中生存。同时它们也是一种重要的经济贝类、在人类的美食菜单中非常受欢迎,具有很高的营养价值。贻贝肉质鲜美,富含蛋白质、维生素和矿物质,是一种美味的海鲜。摄影:Rainer Zenz(CC BY-SA 3.0)
紫贻贝是海洋中的一种“净水器”,它们通过过滤水中的颗粒物来获取营养,同时还能帮助改善水质。但正因为它们的这种“过滤”能力,紫贻贝也容易吸收水中的污染物,比如微塑料和重金属。因此,科学家想搞清楚,当紫贻贝接触到风机叶片磨损产生的颗粒物时,会发生什么。
为了研究这个问题,科学家们设计了一个实验。
首先,他们把风机叶片的材料磨成了非常细小的颗粒,就像日常生活中的细粉末一样。这些颗粒包括叶片表面的涂层和里面的玻璃纤维聚合物。然后,他们将这些颗粒放进水中,让紫贻贝在这样的环境里生活一段时间。
实验分成两种情况,一种是水里颗粒的浓度较低,另一种是浓度较高。科学家还设定了两个时间段,一个是7天,一个是14天。通过观察紫贻贝在这些条件下的表现,他们希望找到答案。
实验结果显示:大部分颗粒的尺寸非常小,有些甚至比一根头发丝还要细。这种大小的颗粒,紫贻贝可以轻松吸收。该研究发现,这些颗粒确实会让紫贻贝吸收到一些金属元素,比如钡、铜、镉和镍。不过,虽然紫贻贝体内的这些金属含量有所增加,但它们的代谢功能——也就是身体里“运转机器”的状态,并没有明显受到破坏。
不过,科学家也注意到一些小细节,比如紫贻贝体内某些代谢物的含量有所变化。这可能意味着,这些颗粒对紫贻贝的神经系统或者能量代谢有一些短期的影响。尽管这些影响看起来并不严重,但科学家也提醒,这只是一个短期实验,不能完全说明长期影响会是什么样子。
研究人员首先使用了一种叫做“拉曼成像技术”的方法,分析了风力发电机叶片涂层和玻璃纤维聚合物(GFP)材料中微塑料颗粒的数量和大小。他们发现涂层和GFP材料中的颗粒大小大多不超过50微米,这样的小颗粒可能会被海洋生物轻易摄入。接着,研究人员对这些颗粒中的化学成分进行了分析,特别关注了一些可能对环境有害的元素,比如铝、钡、铬和铜等。比对不同暴露条件下蓝贻贝体内的元素积累之后,他们发现,这些元素在暴露过微塑料颗粒的贻贝体内的含量明显增高,表明贻贝有可能摄入了这些颗粒。
接下来,研究人员还对蓝贻贝的代谢进行了详细分析。他们将贻贝暴露于不同类型的微塑料颗粒中,并通过代谢谱分析技术,观察了贻贝软体组织中的代谢物变化。虽然这些变化并没有达到显著的统计学意义,但研究发现暴露于微塑料颗粒的蓝贻贝,其体内代谢物的波动性和浓度有明显变化,尤其是乳酸和甘油磷脂等物质的浓度在某些处理组中有所升高。这些变化,提示微塑料颗粒可能会对贻贝的能量代谢产生一定的影响。这项研究虽然只是初步的,但它通过多种技术手段,全面分析了微塑料颗粒对海洋生物的潜在影响,为我们理解风电产业对海洋环境的影响提供了一种科学数据。
另外,实验是在实验室里进行的,是一种“最坏情况”的模拟,也就是说,这种浓度的颗粒,可能比实际海洋环境中遇到的情况要严重得多。所以,从目前的结果来看,风机叶片磨损释放的颗粒物对紫贻贝的影响可能并不大,但还需要更多研究来确认。
新鲜肥美的贻贝搭配金黄酥脆的薯条,法式经典美食。摄影:Archangel12
为什么这个研究课题很重要呢?因为紫贻贝不仅对海洋生态系统至关重要,还可能作为一种海鲜走上我们的餐桌。如果它们的健康受到威胁的话,那就可能进一步影响到我们人类。所以,科学家们呼吁,未来应该在实验室研究的基础上,结合实际海洋环境开展更多实验,尤其是长期观察,看看这些颗粒物对紫贻贝以及整个海洋生态会产生怎样的影响。
清洁能源虽然对气候相对友好,但也不是完全没有问题,怎样促进保护生物多样性与应对气候变化行动的协同增效?这是值得我们思考的。海上风电是发展绿色能源的重要一步,但它也可能带来一些意想不到的环境压力。所以,在推进清洁能源的同时,我们也要更加关注它对生态环境的潜在影响,找到让人类和自然和谐共存的最佳方式。
海洋与湿地
专栏作者
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资讯源 | Science of The Total Environment
文 | 王海诗(Amphitrite Wong)
编辑 | Linda
排版 | 绿叶
王 海 诗
Amphitrite Wong
【作者简介】王海诗(Amphitrite Wong)是一名热爱海洋的环境观察青年,求知、好学和热爱探索。关心海洋生物、环境健康以及人类健康。长期关注全球海洋治理、海洋生物多样性保护、海洋污染问题、可持续渔业、以及社区粮食安全等议题,并努力通过分享知识和实际行动让更多人了解海洋保护的重要性。
【引用本文】
王海诗.海上风电叶片磨损,对紫贻贝有影响吗?.海洋与湿地.2024-12-22
风光电与生物多样性·海湿专栏
Global Environmental Governance
上图:沉船生态。©摄影:王敏幹教授(Prof.John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)
【参考资料】
感兴趣的“海洋与湿地”(OceanWetlands)读者可以参看全文:
Daria Bedulina, Špela Korez Lupše, Lars Hildebrandt, Yaqing Duan, Ole Klein, Sebastian Primpke, Christian Bock, Stefan Krause, Steffen Czichon, Daniel Pröfrock, Gunnar Gerdts, Gisela Lannig. Effect of particles from wind turbine blades erosion on blue mussels Mytilus edulis. Science of The Total Environment, 2024; 957: 177509 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.177509
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241219151900.htm
来源:中国绿发会