日本國立研究開發法人海洋研究開發機構（JAMSTEC）地球環境部門海洋生物環境影響研究中心的趙世燁副主任研究員和中嶋亮太團隊負責人的研究團隊，查明瞭全球範圍內直至海底水層（水柱）的微塑料（MPs）分佈模式。研究發現，MPs在海洋水柱的整體區域內高濃度廣泛存在，沿岸區域的濃度相較於遠洋區域更高。這一研究成果將為推算MPs的海洋生態系統風險提供依據，相關研究成果已發表在國際學術期刊《Nature》的4月30日刊上。
圖1 全球海洋MPs分佈示意圖（供圖：海洋研究開發機構（JAMSTEC））
A：全球海洋中已進行MPs調查的觀測點分佈圖。灰色表示海表面（水深20-50cm）MPs採集點，淺藍色表示單一深度的水柱MPs採集點，深藍計算機色表示同一地點多個深度的水柱MPs採集點，紅色表示沉積物捕獲器。
B：圖中顯示了對海面漂浮MPs和海面下水柱MPs的研究狀態。海表面漂浮MPs已在全球約7300個地點進行了大範圍採樣，而水柱MPs單一深度的採樣點僅1400處，同一觀測點跨多個深度的MPs調查案例僅有約340處。此外，針對可捕獲沉降MPs的沉積物捕獲器的研究目前僅在12個地點開展。
據估計，每年有900萬～1400萬噸塑料從陸地流入海洋。這些塑料大部分無法被生物降解，導致海洋中塑料垃圾不斷蓄積。許多海洋生物誤將MPs當作食物攝取，MPs中含有的有害化學物質正對整個食物鏈產生不良影響。海洋承擔著將二氧化碳輸送到深海，並將碳長期封存於深海的職責（生物碳泵），但這一過程也可能受到微塑料（MPs）的幹擾。
此前，JAMSTEC的研究已經揭示，MPs並非僅停留在海面，部分會因形狀、大小和比重不同而沉降，最終抵達海底。該機構去年曾報告，在太平洋和大西洋副熱帶環流區進行的調查中，海面下10米至5500米深度範圍內檢測到大量MPs。然而，針對從海面至海底垂直方向水層「水柱」中漂浮MPs的調查卻寥寥無幾，真實狀況幾乎不為人知。
海表面漂浮MPs已在全球約7000個地點進行了大範圍採樣，而水柱MPs單一深度的採樣點僅1400處，同一觀測點跨多個深度的MPs調查案例僅有約340處。
因此，本次研究團隊整合並重新分析了2014至2024年10年間由全球各地研究團隊在1885個地點採集的水柱MPs深度剖面數據，探討了海洋水柱MPs的全球污染度、分佈模式及潛在輸運機制。
研究結果表明，MPs在水柱的各個深度均呈高濃度廣泛分佈，水柱是MPs的重要蓄積場所。MPs濃度的中位數為每立方米205個。
不同粒徑的MPs沉降模式不同，微小MPs（1～100微米）的濃度隨深度的增加而緩慢降低，呈現出在整個水柱中均勻分布的趨勢。大型MPs（100～5000微米）則傾向於停留在表層或迅速沉降至海底。
MPs濃度在靠近陸地塑料供給源的沿岸區域尤其高，中位數達每立方米500個，為遠洋區域數值的30倍。儘管MPs濃度會隨水深的增加而降低，但其降幅因區域差異顯著，沿岸區域從海面至海底的濃度最大可降至原濃度的千分之一。這被認為反映了生物碳泵的垂直輸運作用。
研究還發現，在海洋自然來源的懸浮有機碳（POC）中，源自水柱中MPs的碳佔比不容忽視。海洋水柱MPs來源的碳平均佔水柱中POC總量的1.1%，在2000米深度處佔比最高可達5%。
研究指出，這種塑料來源的碳（plastic-C）在POC中的佔比未來可能進一步攀升，在數百至數千年尺度上，或將對碳隔離及生地化循環造成深遠影響。
未來，亟須確立針對水柱MPs的標準化調查方法，並收集高解析度的觀測數據。
趙世燁副主任研究員表示：「我正與日本、美國、荷蘭、意大利及紐西蘭的科學家們攜手，領導一支開展全球海洋水柱中微塑料採樣工作的國際研究團隊。我們的目標是運用統一的方法，構建一個全球海洋內部微塑料的高質量數據集。這些數據對於全面理解塑料污染對海洋生態系統及生地化循環的長期影響將至關重要。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nature
論文：The Distribution of Subsurface Microplastics in the Ocean
DOI：10.1038/s41586-025-08818-1
