清理太平洋垃圾带：梦想还是空想？

博扬·斯莱特

起航

2018年9月8日，一艘海洋垃圾清理船拖着一条600米长、直径约1.5米粗的塑料管，从美国旧金山金门大桥下通过，驶向太平洋。这个塑料管名叫“威尔逊（Wilson）”，是荷兰24岁年轻发明家博扬·斯莱特（Boyan Slat）历时8年的创造。“‘大太平洋垃圾带’，我们来了！”斯莱特在“脸书”主页上欢呼。根据他的设计，作为首个可折叠连接的浮动垃圾容器，“威尔逊”将以每年近70吨的速度搜集海上垃圾。一旦“威尔逊”的使用获得成功，斯莱特计划打造60个类似的巨大装置，它们将在5年里清理掉“大太平洋垃圾带”50%的垃圾。甚至，斯莱特还有更长远的梦想——在2040年，清除全球90%的海洋塑料垃圾。

近些年，海洋塑料垃圾问题受到越来越多的关注。2015年，美国佐治亚大学工程学院的副教授詹娜·詹贝克（Jenna Jambeck）及其团队在《科学》（Science）杂志上发表的模拟研究表明，全球192个沿海国家和地区仅2010年向海洋输入的塑料垃圾就约为480万至1270万吨。联合国环境署在2017年初宣布“向海洋塑料开战”，并将“塑战速决”作为世界环境日的主题。从某种意义上说，“威尔逊”所奔赴的“大太平洋垃圾带”恰好是近20年人类关注并着手研究处理海洋塑料垃圾问题的起点。

1997年，船长查尔斯·摩尔（Charles J. Moore）驾驶海洋调查船Alguita号参加从洛杉矶到火奴鲁鲁的跨太平洋帆船挑战赛。摩尔生于加州长滩市，父亲热衷航海，他从小在船上长大。1994年，他决定投身海洋保护和研究，成立了非营利性机构加利特海洋研究中心（Algalita Marine Research Foundation），同时在多个海洋保护机构任职。1997年的这次参赛是一个意外。当时，Alguita号刚刚更换了一根新桅杆，摩尔希望通过比赛检测新装备的可靠性。赛事结束返回长滩时，考虑到船只装有双柴油发动机，而且还有多余的燃料，摩尔决定做一个小小的探险，穿越赤道无风带。那里常年无风的环境不能吸引帆船造访，区域内海洋生物的贫乏则使渔船绝迹，是最为人迹罕至的海域。让摩尔没有料到的是，那儿居然遍布了人类文明的残骸。“我的视线所及到处是塑料，”摩尔在一篇回忆文章中写道，“我们在副热带高压地区行驶了一周时间，不管我在什么时候四处张望，水面上都漂浮着塑料残骸：瓶子、瓶盖、包装材料、各种碎片。”

几个月以后，摩尔把自己的经历告诉了海洋学家柯蒂斯·埃贝斯迈尔（Curtis Ebbesmeyer）。埃贝斯迈尔是通过海洋漂浮物研究洋流的顶尖专家，他最开始用“垃圾带”来形容摩尔的所见，并且估计这个垃圾带的面积大约相当于一个得克萨斯州。

1997年，查尔斯·摩尔偶然发现了大太平洋垃圾带

美国洛杉矶五大环流研究中心（5 Gyres Institute）研究主管马库斯·埃里克森（Marcus Eriksen）是研究海洋塑料垃圾问题的专家。他相信，特殊的地理环境造就了“大太平洋垃圾带”。就好像顺时针转动一杯茶，茶叶大都会聚集到杯子的中央。这片垃圾带恰恰被北太平洋环流所环绕。北太平洋环流是一个由北赤道暖流、黑潮、北太平洋暖流、加利福尼亚寒流构成的顺时针环形系统。一支在旧金山海岸被废弃的牙刷，会随着加利福尼亚寒流一路向南，到了墨西哥一带再借着北赤道暖流流向亚洲，一直到达日本海域，然后它会遇上黑潮，转而向东汇入北太平洋暖流，经过夏威夷，最终到达这片北纬35°～42°之间的区域。

这片区域正好处于“无风带”。赤道附近由于阳光直射，地面空气受热膨胀，变轻上升。大约上升到8000米以后，向南北两极方向流动。这种向南北运行的大气，在地球自转偏向力的影响下逐渐改变方向：向北的偏向东北，向南的偏向东南。偏向随着纬度的增加而增加，到南北纬30°～35°上空差不多都变成了西风，不再向前推进。而赤道附近的空气又源源不断地补充进来，于是大量的空气都拥挤在南北纬30°～35°上空，使地面气压升高，形成了南北半球的副热带高压带。这里缺云少雨，风也很少，就好像是龙卷风平静的中心。

英国伯恩茅斯大学（Bournemouth University）教授，海洋生物学家里克·斯塔福德（Rick Stafford）告诉我，20年前，海洋保护的主题和今天非常不同，那时候，人们关注的是渔业的过度捕捞、海洋生物栖息地的丧失，受重视的污染物是有害化学物质、泄漏原油等。

“我的发现拉响了警铃。”查尔斯·摩尔说。这些年摩尔一直在从事塑料垃圾问题的研究，他为中国《海洋学报》撰写的文章《合成聚合物入侵生物圈：我们当下所知对未来意味着什么》即将发表。他告诉我，海洋中的塑料垃圾既是“捕食者”也是“被捕食者”，无论是哪种情况，它都能让动物死亡。在深海，塑料垃圾成为一些物种的新的栖息地，它们原本不应该出现在那里，这消耗了珍贵的资源，对整个生态系统造成了影响。与此同时，塑料本身会吸附毒物，也会释放毒物。除此之外，微塑料将危及整个生物圈。

2004年，科学家们提出了“微塑料”这一术语。它被用于指称“直径小于5毫米的塑料纤维、颗粒或者薄膜”。微塑料分为两种，一种是塑料颗粒工业产品，它们包括日常清洗衣物中脱落的非常小的合成纤维，按摩型沐浴露、洗面奶、剃须膏等护肤品中的“微型柔珠”颗粒等等；另一种则是二次生成的。大块塑料垃圾进入海洋环境后，长年累月地在风浪和紫外线等的作用下，环流可能像碎纸机一样把较大的塑料碎片粉碎成塑料微粒，再把它们散布到整个洋区。这些微塑料一方面可释放出有毒有害物质，一方面也比一般塑料更容易吸附有毒有害物质。2017年，科学家首次拍摄到浮游生物摄入微塑料，它们可以沿着食物链传递，影响海洋生物，直至人类的健康。

早在10年前，人们就已经开始讨论如何去清理垃圾带。但很显然，就算仅考虑其巨大的规模，用船只搜集垃圾的操作就绝无成功的可能。去年3月，博扬·斯莱特的“海洋清理”在自然出版集团（Nature）旗下的期刊《科学报告》（Scientific Reports）发表了一份研究。3年前，在“大太平洋垃圾带”，“海洋清理”雇用了18艘船在不同的地点用652张可捕抓微塑料或是较大垃圾的网进行打捞，同时在311平方公里的面积内从空中拍摄了7300张照片。然后，他们使用数学模型和洋流投影来估算“大太平洋垃圾带”的规模。他们认为，垃圾带的面积达到160万平方公里，接近于3个法国。它汇集了重达8.7万吨的塑料垃圾，相当于4.3万辆汽车的重量，是先前预估的16倍。

“大多数塑料垃圾仍然很大，这意味着如果我们在未来几十年里不把它们清理出来，塑料微粒的数量就可能达到现在的10倍到100倍。”斯莱特认为，他的发明能够解决问题。“威尔逊”可以被视为一个跨度1.6公里的巨大的漂浮簸箕。直径1.5米的塑料管在海面上形成U形，拖拽着下方悬挂的3米深的裙板。它的运行原理并不复杂。博扬·斯莱特和他的团队认为，在海上，风、海浪和海浪下的海流具有不同的速度，越往下速度越慢。塑料漂浮物位于海浪表层以及水面以下，“威尔逊”漂浮在海浪上的塑料管能够借助风和海浪的力量，以相对塑料漂浮物更快的速度前进，那么它就会像一只簸箕一样将垃圾搜集汇拢。“威尔逊”上面装有太阳能充电板、夜间照明设备、GPS卫星定位系统、摄影机以及各式各样的电子传感器，随时能够透过卫星把所有的信息传送到总部。当垃圾收集好了，传感器会自动通知地面，显示出自己的位置，让接收垃圾的船只过来进行高效率的打捞。博扬·斯莱特估计，下水6周后，“威尔逊”搜集的第一批垃圾就将被送回海岸。

荷兰公司“海洋清理”推出了旨在收集大太平洋垃圾带垃圾的清洁系统System 001

“梦想”还是“空想”？

“海洋清理”的总部位于荷兰代尔夫特市（Delft）一座写字楼的18层。在这儿，你能听到混合着各种口音的英语。法国人、丹麦人、德国人、意大利人、巴西人，年轻的博扬·斯莱特领导着一个18岁到55岁年龄层的国际化团队。

一切的起点是2010年的一次旅行。16岁的斯莱特和家人一起去希腊度假，报名参加了潜水课程。他对美丽的海底世界充满期待，却发现海床上躺着许多垃圾。一个念头在他脑海中产生：“我们为什么不把它清理干净？”斯莱特正好要为高中科学作业选定题目，海洋塑料污染就成了他的研究对象。

2012年，斯莱特进入了荷兰代尔夫特理工大学学习航空航天工程，然而他的真正热情依然留在海洋中。“我无法停止思考。课堂里在讲述航空器的金属疲劳问题，我想的是如何把这些知识用在清理海洋上。”一次，斯莱特观看一位海洋学家的视频演讲。这位海洋学家展示了塑料垃圾在大海中漂流的动态图，指出这是人们难以搜集清理它们的原因之一。“为什么不能顺势而为？”这瞬间的灵感为他之后的发明奠定了基础。

2012年，代尔夫特理工大学举办了一场TEDx演讲。斯莱特第一次阐述他清理大海的思路。“曾经有石器时代、青铜时代，而现在，我们正处于塑料时代……当你想要饼*时候，你只能买这样的饼干——它躺在一个塑料盒子里，被塑料分装袋包裹，在最外层的大纸盒外面还会有一层塑料纸，然后它还会被装进一个大塑料口袋里。这不是危险的核废料，这只是一块饼干而已！”斯莱特很有演讲天赋，他把塑料污染的硬知识包裹进了生动的故事和笑话里，仔细地说明了他的想法和背后的科学依据。最初，演讲视频在网络上并没有产生多大的影响。这没有阻止斯莱特着手将灵感付诸实施。6个月后，他从代尔夫特理工大学休学，开始筹办“海洋清理”公司。他荷包里的300欧元就是启动资金。斯莱特曾经在一天之内联系了300家公司，希望他们能提供资金或合作，只有一个回应了他。没有人相信这个一脸稚气的大学生的离奇梦想。

2013年初，事情发生了转机。一些美国热门博客和新闻网站发现了斯莱特。这个年轻男孩符合网络时代英雄故事的一切元素。他的演讲开始在网上病毒式传播。“突然，我开始一天能收到1500封电子邮件。我找来一些朋友，我们捧着笔记本电脑坐在我的床边，开始一封封浏览它们。”与此同时，斯莱特收到了超过400个媒体采访邀请。资金也随之而来，2014年，他在100天之内就众筹到了超过200万美元，成为众筹平台荷兰银行“种子”计划有史以来最成功的项目。

2016年，在距离荷兰海岸23公里的北海海域，斯莱特的垃圾清理系统第一次在开放水域进行测试。而在这之前，网络已经令斯莱特成为蜚声国际的青年发明家，带给了他巨大的荣耀。2014年，他获得了联合国环境署颁发的“地球卫士奖”，是历史上最年轻的获奖者。2015年，挪威国际海事奖把青年企业家奖颁给了他。同年，他那还未成形的发明就被《时代》杂志评为年度25个最佳发明之一。如今，“海洋清理”的合作捐资伙伴包括马士基海运集团、德勤、荷兰皇家工程公司、微软、沙特基础工业公司等数十家全球一流企业。

在大众媒体的许多报道和社交网络里，斯莱特是当之无愧的青年楷模、时代英雄，但这个故事还有另外一面。在去年9月“威尔逊”起航之前3个月，美国海洋环保活动人士大卫·史夫曼（David Shiffman）做了一个调查。他联系了51位在研究机构、政府部门和非营利性机构工作的海洋塑料污染问题专家，其中有15人愿意以匿名的方式完成一份调查问卷。结果显示，他们中没有一人对“海洋清理”项目持毫无保留的支持。超过1/4的人尖锐批评整个计划是“毫无价值的糟糕想法”。“我所知道的每一位海洋残骸专家都认为这个设计是有缺陷的，尽管如此，仍然看到如此多的金钱被投入到这个项目中，这真令人沮丧。上百万美元的资金本可以用在更有效率的其他地方。”一位匿名者说。“大众媒体很擅长大肆渲染这样的话题——某个重大的环境问题找到了‘银弹’式的解决办法，一切都能变得更好起来，但事实上，他们并没有提供准确全面的信息，”一位受调查者谈到科学家们的处境，“这让我们作为科学家感到为难，似乎我们总是很消极，总是在抱怨。”

海洋生物学家里克·斯塔福德告诉我，其实早在2013年，包括海洋生物学家、工程学家等在内的许多学者就曾指出斯莱特的设想存在许多问题。2014年，“海洋清理”出具了一份长达52页的可行性报告，但这份报告并没有很好地对此作出回应。甚至于直到今天，斯塔福德也并不认为这些问题得到了处理和解决。

科学家们的质疑是全方位的。他们认为“威尔逊”存在基本的设计缺陷。首先，斯莱特计划用3米深的裙板搜集海洋垃圾，但许多研究认为，大量塑料垃圾其实存在于3米以下，一些垃圾甚至很容易深入到海面下100米。“海洋清理”曾在东北大西洋海域进行过相关的试验，但当时，他们的采样范围只到达了海面下5米，专家们认为，这并不足以说明任何问题。

另一个问题是，“海洋清理”并没有能够回答：他们将具体以何种方式处理“威尔逊”面临的生物污损难题。在海洋中，船底、浮标和一切人工设施都会附着上大量的动植物和微生物。“威尔逊”这样庞大的装置，在极为偏远的海域运转，人工清理的费用将是一笔巨资，而目前并没有防护技术能够一劳永逸地解决问题。美国进步中心（Center for American Progress）的海洋政策主任米利亚姆·戈德斯坦（Miriam Goldstein）指出，生物污损意味着，即使在最理想的情况下，装置每平方米的外表面都将附着数十到数百公斤的生物，那么“威尔逊”的塑料管漂浮装置很可能不再能够漂浮在海面以上，而这是它正常工作的基本要求。

许多人根本不相信“威尔逊”能在严酷的大洋中幸存下来。“五大环流研究所”政策主任史蒂夫·威尔逊（Stiv Wilson）曾经和一位支持清理环流垃圾的人士穿越南大西洋，从巴西到达南非。在这次行程中，他们有22天遭遇了浪高超过9米的风暴。总共花了50多天才完成旅行。“这位人士放弃了自己的想法，他方才意识到，海洋到底有多大，”史蒂夫·威尔逊在一篇文章中写道，“大海是巨大的毁灭力量。在海上一个月以后，我们的风帆就已经撕破了两次，一些桅杆被损坏，一部风力发电设备彻底成了废铁——这就是自然的力量。”米利亚姆·戈德斯坦认为，“威尔逊”工作的海域看似平静，令它的设计者们低估它可能遭遇的挑战。

查尔斯·摩尔告诉我，“威尔逊”的塑料管是聚乙烯制成的。“这些沉重的塑料管会逐渐变硬和折断。”他算了一笔账：“海洋清理”预计在最佳状态下，一个“威尔逊”这样的系统一年能搜集120吨～180吨垃圾，而一个这样的装置本身就重达280吨。

更重要的是，科学家们不但认为“威尔逊”不能成功完成垃圾清理的任务，还会对本已脆弱的海洋生态造成更大的伤害。里克·斯塔福德说，“海洋清理”称，“威尔逊”不会对海洋生物造成危害，它们可以从3米深的裙板下方游过去，大多数海洋生物学家对此非常担忧。北太平洋环流中有大量的浮游生物无法离开富含氧气的表层海水，这意味着“威尔逊”的裙板势必将干扰它们。“海洋清理”的可行性报告引用了一项1986年的研究证明“威尔逊”的安全性，但该研究是在阿拉斯加湾北部进行的，该海域和北太平洋亚热带环流有完全不同的生态系统。

查尔斯·摩尔告诉我，“威尔逊”会成为“人工集鱼装置”。在海洋中，鱼类会喜欢游到大型漂浮物的下方。由于装置本身会搜集垃圾，这些动物误食塑料的可能性比在公开水域更大。“海洋清理”的可行性报告中提到了清理装置误捕鱼类的可能，但并没有给出解决方案。

另一种危险是，如果“海洋清理”要以非机械的方式清理“威尔逊”的生物污损就势必大量使用防无损涂层。这种涂层含有生物*灭剂成分。涂层本身具有有效期限，因为它所含有的生物*灭剂会不断流失，释放到水中。

对于这些质疑，“海洋清理”有自己的说法。首席运营官罗内克·霍利尔霍克（Lonneke Holierhoek）强调，“威尔逊”的设计经过了严格的测试：他们设计了一些措施，比如安排船只监控海洋生物的情况，使用听觉传感器等装置引导海龟和哺乳动物避开“威尔逊”等等，即使装置确实对海洋生物产生了某些危害，它所带来的收益也将远远超过它的负面影响。

从大太平洋垃圾带打捞出来的垃圾样品

折戟

9月8日，“威尔逊”离开旧金山海岸后，先在太平洋开放水域进行了两周多的最后试验，结果显示系统运行良好。接着它被正式运送到“大太平洋垃圾带”，接受真正的挑战。不幸的是，12月29日，它就不得不被重新运回夏威夷的希洛湾。

“海洋清理”的新闻官员扬·范·艾维克告诉我，“威尔逊”遇到了两个问题：“系统并没有能够成功地将搜集的垃圾控制在自己的范围内，这可能是因为系统的运动速度太慢。系统的一小部分结构（60英尺大小）损坏了，可能是因为材料疲劳。”“现在，系统在港口接受必要的维修和调试。”他没有做出更多解释。首席运营官罗内克·霍利尔霍克没有接受采访。

在马库斯·埃里克森和查尔斯·摩尔看来，不成功的首次出航已经证明了科学家们的预见。但斯莱特并不这么认为。在一次采访中，他斥责那些称“海洋清理”已经失败的言论：“当然，那些都是垃圾，只是通向成功的道路上的垃圾而已。”他声称，今年晚些时候，“威尔逊”将重新回到“大太平洋垃圾带”。

但事实上，即使斯莱特的装置解决了一切设计问题，并被证明对海洋生态无害，他的计划依然充满了争议。斯莱特和科学家们在一些基本事实和观念上存在根本分歧。一个典型的例子是，去年3月“海洋清理”在《科学报告》上发表的研究显示，“大太平洋垃圾带”的废弃物中99.9%为塑料，其中至少46%为渔网。超过3/4的塑料都是大于5厘米的废弃物，包括硬塑料、塑料片材和塑料薄膜，塑料微粒只占塑料总质量的8%。这项结果对“威尔逊”的可行性和价值至关重要，因为按照设计，它只能搜集直径1厘米以上的塑料垃圾，但很多科学家并不认可这样的结果和逻辑，在他们看来，真正需要“清理”的是那些“威尔逊”无法处理的微塑料。

马库斯·埃里克森告诉我，“大太平洋垃圾带”并非是静止不动的。“他们并没有在海流模型上做足够的研究，海流模型告诉我们，他们所希望收集的大块的垃圾碎片会在10年或更短的时间内被重新带回到海岸边。一个例子是，美国夏威夷大学国际太平洋研究中心高级研究员尼可莱·马克西莫科（Nicholai Maximenko）2018年发布了他的研究。他估计，2011年日本海啸时失踪的1000艘渔船中的90%，其残骸已经在7年后被海流重新送回到了岸边。因此‘海洋清理’的行动是非常不必要的。”

“在过去5年里，关于海洋塑料垃圾的研究比过去50年都要多。我们现在已经知道了塑料如何在海洋中运动。问题的关键在于预防。全世界有数百个组织在从事相关的工作。塑料工业企业刚刚组建了一个联盟，决定投入15亿美元用于废物处理，防止塑料进入海洋，”埃里克森说，“没有人真的在大洋的中心打捞垃圾，因为海洋实在太大了。根据我们的研究，漂浮在海面上的塑料垃圾只占人类制造的塑料制品总量的0.00003%。绝大多数的塑料垃圾被堆积在海岸边。‘海洋清理’行动实际上分散了人们抗击海洋垃圾污染的努力。大量的资金不再被用于从源头上控制塑料，这对于全球抵抗塑料污染运动是一种伤害。”

斯莱特说，“海洋清理”的赞助者并没有受到首航失败的影响。“我们的主要赞助人……他们中的许多是企业家和技术专家，他们知道迭代开发过程是怎么一回事。”根据“海洋清理”的数据，设计、制造、组装“威尔逊”，再加上运营，其一年的花费是2100万美元。