出師未捷的海洋吸塵器(The Ocean Cleanup),從頭說起

要談海洋吸塵器,故事得從2011年的夏天說起。年方16的柏楊.史拉特(Boyan Slat)與家人一同出遊希臘,這位青少年滿腦子都是機械、裝置等玩意,躍入希臘海中的不久前,他以同時施放213支水火箭創下世界紀錄。在海中悠游時,滿滿的垃圾震驚了史拉特,不同深度竟然都是漂浮的塑膠袋和碎片,簡直比魚還多。史拉特因而萌生了清淨大海的念頭。

TOC創辦人Boyan Slat. credit: Yuri van Greenen &The Ocean Cleanup

兩年後,年紀輕輕、大膽作夢的史拉特創辦海洋清淨行動(The Ocean Clean-up, TOC),被時代雜誌喻為2015年最佳發明,哈芬登郵報更直接讚為海洋清淨科技的奇蹟。在膾炙人口的TED短講後,超過4000萬美元的資金湧入,包含Salesforce.com的執行長Marc Benioff,和PayPal的共同創辦人Peter Thiel都是贊助人之一。目前TOC團隊成員超過80人,包括工程師、科學家、海洋學家等。經過幾年的研究與七趟航次,TOC的構想是將100公里(最初的想法是200公里)長的柵欄裝置定錨在2500米深的海底,浮游生物可以無害通過,十年內就可以清除北太平洋環流中42%的塑膠垃圾

海洋吸塵器示意圖 credit:The Ocean Cleanup

科學家怎麼看海洋吸塵器

清垃圾之前,得先算出海上到底有多少垃圾。美國五大環流基金會(5 Gyres)費時五年,行經五大洋、24趟航次蒐集的微塑膠數量,估算出全球海洋有超過5.25兆片、重26.9萬噸的塑膠垃圾。在海上漂流的垃圾會因洋流所匯聚累積,其中又以位於加洲和夏威夷中間的太平洋垃圾帶(Great Pacific Garbage Patch)密度最高。2015年的夏天,TOC出動了18艘船,浩浩蕩蕩的船隊掃過太平洋垃圾帶最密集的地方;隔年再加碼兩趟飛機空拍海面垃圾影像,最後估算出該處為多達1.8兆片塑膠垃圾組成、近半成為廢棄漁網的巨大漂流帶(註1)。

2015年TOC船隊到太平洋垃圾帶的大踏查,研究船RV Ocean Starr。credit:The Ocean Cleanup
2015年TOC在太平洋垃圾帶探查的軌跡:淡藍-飛機空中攝影、深藍-研究船撈微塑膠與拖網撈大型垃圾;灰色-其他支援船隊撈表面微塑膠

雖然肯定TOC清理海洋垃圾的壯志,但許多科學家並不看好這個巨大的海上攔截系統。根據南方炸科學(Southern Fried Science,一個集結眾多海洋學家的資訊平台)發出的一份匿名問卷,15位專精海洋塑膠污染的專家(包含4位學者、5位政府官員、5位NGO工作者,與1位業界人士),有六成以上認為海洋吸塵器立意良善,但他們對此保有諸多疑慮,包括裝置在海上真的有辦法運作嗎?固定在海裡的裝置會不會因生物附著變得太重就沉了?以及裝置是否會誤捕魚類與傷害海洋生物等等。

2018年海洋吸塵器部分結構海上測試 credit:The Ocean Cleanup

兩位美國學者 — — 金.馬丁尼博士與蜜瑞安.高登斯坦博士,是最早對TOC技術報告提出批評的科學家。馬丁尼博士(Dr. Kim Martini)是經歷許多深海海洋動力錨定施作實驗的海洋物理學家;高登斯坦博士(Dr. Miriam Goldstein)則是研究北太平洋亞熱帶環流中,塑膠污染對生態影響的海洋生物學家。2014年6月,TOC為回顧外界的諸多質疑,發表了一份530頁的可行性報告。馬丁尼博士與高登斯坦博士一改先前戲謔口吻,針對可行性報告提出仔細且嚴肅的技術檢視。可惜的是,當史拉特先生被問到對這份詳盡回顧文件的意見,僅表示「她們又不是工程師」,然後,就沒有然後了。我們先暫時跳過史拉特先生是否有厭女情結,或科學也有男女之分嗎這麼尖銳的問題吧。

海洋守護協會(Ocean Conservancy)的首席科學家喬治.里歐納(George Leonard)質疑:「你不可能只攔塑膠而沒有攔到海洋生物,而且,你把一個東西丟在海裡,它就會變成人工集魚器(註2),開始吸引小魚、大魚前來聚集。」史拉特坦承,「我們還沒有能夠完全測試系統001」。任職於美國老字號海洋研究機構-伍茲霍爾海洋教育協會(Sea Education Association)的羅爾博士(Dr. Kara Lavender Law)則擔心,系統001本身就會沿途掉落微塑膠,一旦遇上惡劣天候,被大海扯個粉碎,豈不更糟。

是淨海神器,還是痴人說夢?

可行性報告出爐後,TOC團隊把浮球與裙狀結構的設計大幅縮小,同時取消了把系統錨定在深海的想法。簡單來說,海洋吸塵器(系統001,小名威爾森)是一根巨大的管子,在海面上像雙手手臂一樣張開,管子下繫著深三米、宛如裙擺的欄柵,用來抓住塑膠碎片。理論上,系統001是這樣運作的:當拖船解開系統001時,海流的拉力會把它拉成一個U字形,當它隨著風與波浪驅動時,會像小精靈(貪食蛇)一樣,把海面上的塑膠碎片困住;雖然TOC團隊並未在可行性報告中回應系統誤捕海洋生物的疑慮,但他們相信海洋生物可以自由穿過欄柵而不被卡住。最後,團隊再將垃圾拉回岸上,進行分類與回收。

系統001(海洋吸塵器)試驗清單,包括U形裝置、足夠速度、重新定向的能力、穩定展開,以及在測試結束前沒有明顯損壞。credit:The Ocean Cleanup
海洋吸塵器於加州下水出航 credit:The Ocean Cleanup

2018年9月9日,廣受注目、長達600米、價值兩千萬美元的的海洋吸塵器從舊金山灣啟程,最初在距舊金山320公里遠的外海測試,十月再前往太平洋。TOC計畫在第一年能從欄柵裝置攔截6.8噸的海洋垃圾,並預估在未來施放60個吸塵器大隊,就可在五年內清除半數的太平洋垃圾帶。不過,紐約時報毫不留情的打臉:「不清楚這個計畫是否能成」。

五年來,TOC團隊測試了273個模型與6個原型;但是,威爾森在海上的實際表現,卻沒在任何先前模擬中出現過。到達開放海域後的四週,TOC團隊回報:雖然塑膠流至欄柵,威爾森卻攔不住。工程師歸結是因為威爾森的移動不如預期,「系統至少需要移動得比塑膠快」。12月29日,TOC團隊發現有長約18米的部分從管子末端投奔自由(成為海洋廢棄物…),使得團隊不得不把它拖回夏威夷修理。出師不利,吸塵器還沒開始清淨大海,就先斷了。除了測試時有收了2噸路過的廢棄漁網,威爾森在海上的前四個月,沒從太平洋垃圾帶蒐集到任何塑膠碎片。

海洋吸塵器下水 credit:The Ocean Cleanup
海洋吸塵器攔不住垃圾 credit:The Ocean Cleanup

加拿大海洋物理學家克拉克.理查博士(Clark Richards)在威爾森斷裂後,從海洋物理學角度提出一系列威爾森失敗的原因,包括波浪移動時會產生漂移、風力對海水表面的漂浮垃圾與水下三米浮動圍欄的動能不一,以及環流瞬息萬變、難以掌握。史拉特很快的在推特上感謝理查博士的指教,但更早提出具體疑問的兩位女性學者,至今未收到任何回應。TOC團隊目前正從威爾森下載海上四個月期間的相關數據,希望能找到問題徵結點進行修正,他們積極期望威爾森重回大海。

世人為什麼如此擁戴海洋吸塵器呢?我想有很大的原因是,有了這樣的淨海神器,我們還是可以盡情享受現在用過就丟的便利生活:政府不用傷腦筋規畫減塑政策引起民怨,企業也無需調整長久以來的商業模式,繼續製造大量塑膠包裝。許多團體致力於從源頭預防塑膠垃圾污染、防堵垃圾進入海洋,甚至要求製造端對產品負起責任,但海洋吸塵器卻把焦點轉移到最末端的清理上。

除了從源頭減塑,在河道、大排與港口設置攔截設施,也比在廣袤大海撈針安全又有效。最後,我也認同環境記者Chris Clarke的想法:「你知道有一個杜絕大件塑膠垃圾進入環流、又便宜又有效的方法嗎?」那就是「淨灘」。絕大部分環流裡的塑膠最終會被沖上岸,比起大費周張的出海或水下清理,想讓更多人了解與貢獻一己之力,就從生活中減塑,以及一起參加淨灘吧。

本篇文章同步刊於女子的海

註1|稱太平洋垃圾帶為「垃圾帶」或是過去媒體將之比擬為「垃圾島」很容易讓人誤會,實際上更貼近真實的形容詞應該是如雲霧般的「垃圾霾害」。

註2 |人工集魚器(fish-aggregating device,FAD)是一個在開放海域的半固定漂浮物體,用來吸引魚群聚集,經過幾個月的放置,小魚聚集後大型掠食性魚類也會隨之而來,最終漁船再下網一網打盡。


海洋吸塵器失敗了嗎?國際媒體這樣說

外媒對於海洋吸塵器暫時壞掉的看法
如果你喜歡這篇文章,歡迎按「拍手」與分享;如果你喜歡海洋垃圾或海洋繪本主題,也歡迎「Follow」我,關注我的最新文章,讓我有動力繼續寫下去~