在全世界的海洋和海滩中，塑料都是最常见而持久的一种污染物，它的普遍存在更成为了当今社会的重要难题之一。虽然，当我们提起塑料垃圾的时候，脑海中往往会浮现出瓶子在大海中漂移的画面，但这些大颗粒的塑料垃圾，不过是海洋污染物的冰山一角。而那些看似不起眼的微塑料垃圾，却构成了这个社会难题的重要部分，并随着时间的推移在地球的水域中持续累积，以成为地球沉积层的永久组成部分。那么，可对环境造成极大破坏的微塑料到底是什么，它又与北极海冰的形成和融化方式存在哪些关联？
对环境破坏极大的微塑料是什么
事实上，微塑料的概念直到2004年才被科学家们提出，遍布于海水中、海底和海底沉积物中的它，同时还被称为大海中的PM2.5。自塑料产品的大规模生产以来，仅有短短数十年的时间，然而，我们地球上的许多陆地和海洋都已积聚了大量的微塑料垃圾。微塑料是对环境造成污染的主要载体之一，这些塑料颗粒的直径一般小于五毫米，并被划分为次生微塑料和初生微塑料两个主要类别。次生微塑料一般形成于大型塑料垃圾的分裂，比如，在物理、化学或生物过程中分裂所导致的体积减小；而初生微塑料则指的是如化妆品这种含有微塑料颗粒，并主要经由污水处理厂等排入水环境中的工业产品。
尽管，它们只占到了人类所丢弃废物总体量的10%左右，但却占据了海岸线堆积碎屑的更大比例。从鸟类和鱼类的肚子，到漂浮大量塑料垃圾的小岛，不管是湖泊还是海洋，微塑料的身影都有据可查且无处不在。对于此类多孔固体物质单位质量所拥有的面积大小，科学家们将其定义为“比表面积”，所以，体积越小的微塑料颗粒拥有更大的比表面积，并具有更强的吸附污染物的能力。比如，已大量存在于环境中的持久性有机污染物，它们与微塑料的相遇会形成有机污染球体，而充当了污染物坐骑一般的微塑料，就在大自然的环境中四处游荡。
微塑料污染对北极海冰造成威胁
如果你以为那些被丢弃到海洋中的微塑料垃圾，并不会对遥远的北极环境造成任何影响，那么，这个认知就大错特错了。这些微小的塑料污染物，并不会一直呆在被丢弃的海域里，而是随着洋流漂移很长的时间和距离，这样的过程会给北冰洋的原始水域带来威胁。随着淡水投入增加、以及资源开发活动和运输量的加剧，科学家们预计，微塑料垃圾的浓度会在北极地区迅速增加。
众所周知，北极海洋的生态系统本身就非常脆弱，因此，关于微塑料在北极地区的积累途径和分布评估，是研究人员们当下最急于完成的事儿。然后，科学家们对微塑料是否可以渗入到北极的海冰结构中，以及它们的渗入方式会是怎样的进行了研究。并最终得出这样的结论：入射到海洋中的太阳辐射，可能会因为微塑料的存在而影响原本的吸收率，从而导致海冰的反照率发生变化。而海冰反射太阳能，正是海冰的关键特性之一，它可以调节大气和海洋之间的热交换过程。
海冰热力学中的反照率代表了什么
尽管，有时可能会涉及到电磁光谱的某些红外区域，但在一般情况下，反照率主要还是适用于可见光。比如，在天气炎热的夏季，当我们光着脚底走在柏油马路上，便可以最直观的感受到反照率的含义。因为，这样的道路会比混泥土制成的道路具有更低的反照率，黑色的表面可以促使更多的能量被吸收，以及更少的能量被反射。而在海冰热力学中，虽然海冰的反照率要比其他的地球表面高出许多，但被吸收的太阳能在加热表面之后，也可能会使海冰的表面发生融化。
海洋的典型反照率值一般是在0.06左右，而海冰的反照率则会在0.5到0.7之间波动，也就是说，海洋反射进入的太阳辐射只有6%，海冰反射进入的太阳能量则达到了50%到70%，正是因为海冰吸收的太阳能更少，因而才保持了表面的凉爽状态。而雪则具有比海冰更高的反照率，那些被雪覆盖的厚海冰甚至反射了90%的入射太阳辐射，这让海冰得到了很好的隔离，保持低温的它们可以在夏季延迟冰的融化。但随着积雪融化，其表面的反照率会降低至75%左右，于是导致了海冰的融化速度变得更快。
测量反照率可揭示海冰的哪些信息
或许你有所不知，海冰的生长和融化也具有年度周期，而海冰反照率值的变化将对这些周期产生重要影响。科学家们对海冰进行了2组微观研究，以验证既定的假设理论是否正确：第一组用于测量光照水平，第二组用于收集海冰样本。在研究人员手动添加了微塑料颗粒之后，检测到了它们在海冰生长过程中所造成的影响。为了试验结果的准确性，在该过程中添加的微塑料浓度并不相同，它们分别是用于对照的0添加颗粒浓度、120个的低浓度颗粒、380个的中浓度颗粒，，以及1200个的高浓度颗粒。
科学家们使用的微塑料跟踪方式，是在冰冻的时候添加一种被称为尼罗红的燃料，因为在荧光灯下，它可以使我们添加进去的微塑料发出特有的光亮。研究人员就是通过这样的方式，观察微塑料如何在海冰的结构中浓缩，即添加进去的微塑料颗粒如何被保留在冰基层中。从观察结果来看，虽然海冰的生长速度并不会受到微塑料的影响，但在具有中浓度和高浓度的微塑料的微观海冰世界里，我们观察到的海冰反照率发生了较为明显的变化。简而言之，对于微塑料浓度较高的区域、或是那些面临微塑料浓度增加的区域，科学家们认为海冰的特性很可能会因此而发生变化，而这样的变化则会进一步导致海冰的反照率、光化学，以及光生物过程受到影响。
作者：文/虞子期
