《Science of The Total Environment》：Plastic debris on the shores of Bahía Esperanza/Hope Bay: Stranded testimony of the historical occupation in the northern Antarctic Peninsula
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南极 Hope湾沿岸塑料污染评估及管理策略研究，2023年通过海岸线断面调查和采样点分析发现3477件塑料碎片，近科研站区域数量最高，并检测到长期存在的历史塑料物品如雪橇犬粮容器和眼镜。研究强调需加强南极条约体系下的长期管理和政策制定。
Juan Pablo Lozoya、Miguel González-Pleiter、Gissell Lacerot、Bárbara De Feo、Evelyn Krojmal、Carlos Edo、Francisca Fernández-Pi?as、Roberto Rosal、Franco Teixeira de Mello
乌拉圭马尔多纳多市东大学区中心（CURE）海洋与海岸系统跨学科部门，乌拉圭共和国大学（UDELAR）
摘要
塑料污染对《南极条约》区域（ATA）构成了严重的环境威胁，引发了日益严重的科学和管理问题。然而，关于该地区塑料垃圾分布和成分的现有信息仍然有限，主要基于偶发性的采样研究。尽管自二战以来人类在南极的活动一直存在，但近几十年来这种活动呈指数级增长。该地区的塑料污染既来自外部来源（海洋和大气传输），也来自当地来源，如科学研究、物流和旅游活动，包括历史上的废物处理和管理方式。2023年，我们评估了埃斯佩兰萨/霍普湾（南极半岛北部）沿岸塑料垃圾的丰富度、形态、聚合物组成和空间分布。通过沿海横断面调查（3人覆盖5米宽的区域），并在视觉检测到至少一件塑料物品（>1厘米）的地方设立了采样点（半径5米）。所有这些区域内的垃圾都进行了量化、测量和分类（遵循CCAMLR海洋垃圾指南）。化学成分通过ATR-FTIR光谱法进行分析。共从85个采样点收集到3477件垃圾，其中大部分集中在现有和历史基础设施附近。值得注意的是，一些物品被鉴定为长期存在的历史遗留塑料垃圾，包括雪橇犬食品容器、眼镜、牙刷和电气设备，并对其风化情况进行了分析。塑料的持久性以及人类活动的增加，凸显了制定长期、基于历史数据的管理策略的必要性。我们的研究强调了持续监测工作的紧迫性，以及加强《南极条约体系》相关政策的必要性，以有效应对和减轻塑料污染。
引言
塑料污染是一个明显的环境威胁，即使在南极也是如此，它引发了越来越多的科学和管理问题（例如Waller等人，2017年；Rota等人，2022年）。虽然南极常被视为地球上最后一片未受破坏的荒野，但它与南大洋（例如Fraser等人，2018年；Suaria等人，2021年）的连接，尤其是与南纬60度以北地区的人类活动的社会经济联系（Murphy等人，2021年），使其孤立性变得越来越脆弱。因此，真正原始的地区变得越来越稀少（例如Tin等人，2009年；Hughes等人，2011年；Convey，2020年；Pertierra等人，2021年）。塑料污染不仅通过直接与动植物的互动（例如缠绕、吞食）影响南极生态系统，还通过作为吸附有机和无机污染物的载体或促进非本地物种的引入（甚至在微生物层面）产生间接影响（例如Rota等人，2022年）。
尽管关于南极塑料垃圾分布和成分的现有信息仍然有限且不完整（Rota等人，2022年），但目前认为主要有两个来源。外部来源与来自南极绕极流以北低纬度地区的海洋垃圾向南大洋和南极的传输有关。近年来，越来越多的科学证据表明这种联系在海洋表面塑料传输（尤其是微塑料<5毫米）中起着重要作用（例如Lacerda等人，2019年；Lozoya等人，2022年；Jones-Williams等人，2025年）。此外，还有越来越多的证据表明大气传输是一个更为重要的外部来源（例如Brahney等人，2021年；Aves等人，2022年）。另一方面，当地来源与《南极条约》区域内的科学研究、物流、渔业和旅游活动有关，但这些活动并不总是以适合南极的谨慎和责任态度进行和管理（例如Braun等人，2012年；Convey，2020年；Hughes等人，2023年）。尽管如此，这些当地来源仍是南极存在海洋垃圾和塑料的主要原因。尽管《南极条约体系》及其相关法规（包括自1998年起生效的《马德里议定书》及其附件III（废物处理和废物管理）和附件IV（防止海洋污染），以及1980年通过的《南极海洋生物资源保护公约》（CCAMLR）已经制定了相关规定，但这些塑料垃圾的存在仍然持续存在。
过去几十年里，南极地区的人类活动不断增加（Convey，2020年；Horton和Barnes，2020年），塑料污染就是这一趋势的证明（Gurumoorthi和Luis，2023年；De-la-Torre等人，2024年），而塑料的高耐久性进一步加剧了这一问题。宏观塑料以及由此产生的微塑料和纳米塑料设计用于长期使用，可以持续数十年甚至数百年（Horton和Barnes，2020年；Rota等人，2022年）。尽管南极的气候条件可能会影响这些材料的完整性，但它们的长期存在需要从时间维度进行分析和管理。这种历史视角的需求在《马德里议定书》的背景下尤为重要（Hughes等人，2023年；Stark等人，2023年）。
人类在南极的存在，尤其是在南极半岛，可以追溯到英国的绝密“塔巴林行动”（1943-1945年）（英国南极调查局，无日期；Tin等人，2009年；Hughes等人，2011年）。虽然奥托·诺登斯基尔德领导的瑞典南极探险队在1902年的越冬活动可以被视为人类在该地区存在的开始，但直到二战后这种存在才变得永久化。1945年，英国政府在埃斯佩兰萨/霍普湾东南部的卡巴尼亚小湾建立了D站（Eagle House，13人驻扎），这是“塔巴林行动”计划中的四个永久性站点之一，也是大陆上基于雪橇犬的野外工作的中心（英国南极调查局网站；Tin等人，2009年；Hughes等人，2011年）。1948年11月，D站部分被大火毁坏，1952年2月，在特立尼达/特里尼蒂半岛的新地点建立了新的小屋（Trinity House）。Trinity House于1964年关闭，并于1997年12月转移到乌拉圭，更名为乌拉圭鲁佩尔托·埃利奇里贝ety南极科学站（ECARE）。该站至今仍作为夏季研究站运营（乌拉圭南极研究所，无日期）。
与此同时，1952年1月，阿根廷海军在格伦登群岛最大的岩石上启用了埃斯佩兰萨灯塔，并建立了埃斯佩兰萨海军基地，于1952年3月正式启用（León W?ppke等人，2021年；阿根廷外交部，无日期）。从这一初始地点开始，1953年11月，阿根廷陆军在特里尼达/特里尼蒂半岛的卡巴尼亚小湾和鹰湾之间的海豹角（Punta Foca/Seal Point）开始建设埃斯佩兰萨站，该站于1954年3月正式启用（阿根廷外交部，无日期）。这个基地至今一直持续运营，目前包括43栋建筑，占地约374,000平方米。冬季可容纳约80人，夏季可容纳超过1000人，包括科学家和游客（阿根廷外交部，无日期）。
鉴于这一具有重大自然和历史文化价值的南极沿海地区长期存在人类活动，我们的目标是评估塑料垃圾的丰富度、成分和分布情况，以及这些人类定居点的空间和历史分布关系。
研究区域
研究区域
样本是在2023年1月作为AntarPLAST项目2022-2023年南极夏季考察期间在海滩调查中收集的。分析地点位于埃斯佩兰萨/霍普湾地区，包括不同的无冰海滩和南极海峡沿岸的岩石海岸：科斯塔帕普亚（南纬63.4025度，西经57.0213度）、鹰湾（Caleta águila/Eagle Cove，南纬63.3997度，西经57.0024度）、海豹角（Punta Foca/Seal Point，南纬63.3937度，西经57.0000度）和卡巴尼亚小湾（Caleta Caba?a/Hut Cove）
结果
在2437米的岸线上共收集到3477件塑料垃圾，估计埃斯佩兰萨/霍普湾的平均丰富度为每米1.43件（根据不同区域，范围从0到3.70件/米），每平方米0.29件（根据不同区域，范围从0到0.74件/平方米）。在科斯塔帕普亚（Costa Papúa）和海豹角（Punta Foca/Seal Point）没有发现垃圾。最多的垃圾出现在科学基地附近，特别是在卡巴尼亚小湾（Caleta Caba?a/Hut Cove）的海岸。
讨论
本研究提供了埃斯佩兰萨/霍普湾塑料垃圾存在和分布的证据，表明即使在偏远的南极环境中也能检测到塑料污染，且似乎与人类活动和基础设施有关。在这次南极考察中，沿着2437米的海岸线收集到了3477件塑料垃圾，计算出的埃斯佩兰萨/霍普湾每米线性平均丰富度为1.43件（0-3.70件/米）。
结论
埃斯佩兰萨/霍普湾每米线性塑料垃圾的平均丰富度至少是斯科舍弧群岛和南设得兰群岛先前报告值的兩倍，最高可达十倍。
按平方米计算，我们的总体结果是将菲尔德斯半岛（金乔治岛/25 de Mayo）的报告值翻倍，后者是南极半岛地区的主要物流和旅游中心之一。本研究中发现垃圾最丰富的地点是...
CRediT作者贡献声明
Juan Pablo Lozoya：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。Miguel González-Pleiter：撰写 – 审稿与编辑，调查，概念化。Gissell Lacerot：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，正式分析。Bárbara De Feo：撰写 – 审稿与编辑，调查。Evelyn Krojmal：撰写 – 审稿与编辑，调查。Carlos Edo：撰写 – 审稿与编辑
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用了ChatGPT 4o来改进手稿的语言和可读性。使用该工具后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对出版物的内容负全责。
资金来源
这项工作是在AntarPLAST项目框架下进行的，部分得到了“支持乌拉圭CCAMLR国家委员会工作的科学政策界面”项目（[澳大利亚CCAMLR通用能力建设基金]）和西班牙科学与创新部（资助编号PID2020–113769RB-C21/C22）的支持。JPL、GL、BDF、EK和FTM特别感谢SNI和PEDECIBA（基础科学发展计划）的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
我们想感谢乌拉圭南极研究所，特别是第XXXVIII次乌拉圭南极考察队（2022-2023年）的ECARE工作人员，以及乌拉圭军事地理研究所。同时，我们也感谢西班牙极地委员会（通过BIO Hespérides）、阿根廷南极研究所和COCOANTAR（阿根廷埃斯佩兰萨基地）提供的关键后勤支持。此外，我们还要感谢国际原子能机构（IAEA）的支持。
