文、圖－海生館科教組 羅昀暄
大家都還記得新冠肺炎大流行的那些年，處處要戴口罩的日子，是多麼的不舒服和不方便嗎？好在隨疫情過去，現在多數地方都不需要強制佩戴口罩了，不過在海洋中，有些地方卻一直存在著口罩，從水表到水底，從漂浮到沉積，雖然生物不會使用口罩，卻被迫天天看到它們。
有人會問，海裡的口罩是怎麼來的呢？除了人們在海邊遊玩時不小心遺落外，即使我們做好垃圾分類，口罩也可能跑到海裡去。因為當口罩被我們丟掉後，可能在運送到焚化爐的過程中散落至各處，也可能在垃圾掩埋場囤放一陣子後，隨著雨水沖刷、海浪拍打等自然因素流落到野外，經過一段時間後，這些口罩便進入海洋中……。在新冠肺炎期間，為了健康著想，配戴口罩的人口也隨之增加，根據研究調查指出，光是在2020年，就有大約15.6萬個口罩進到海洋（註1），這是一個多麼龐大的數量啊！
口罩到了海洋後，會對生物有壞處嗎？其實是有的。很多人不知道，其實口罩大多數是以聚丙烯（PP）為主的塑膠材質所組成，在海洋裡翻滾的過程中，會釋出很多「微塑膠」。我們常聽到微塑膠、微纖維、塑膠微粒等等的名詞，指的是很小很小，大概介於1 μm 到 5 mm的塑膠，形狀如果是細長形的就稱為微纖維，是圓形的就稱為微粒。有研究顯示，微塑膠會對海洋生物造成許多危害，像是使珊瑚骨骼的生長速率下降（註2）、或讓橈足類的繁殖能力下降，可能造成生物食物短缺（註3），甚至病原體會吸附在微塑膠上，成為病菌載體，增加生物生病的可能性（註4）。
生物體內到底有多少微塑膠殘留？這些微塑膠真的會對生物產生的影響嗎？為了得到解答，海生館「生態毒理實驗室」與國立東華大學海洋生物研究所便著手合作，進行相關研究，研究過的主題包括沙灘上的微塑膠分布、從魚類腸道看其攝食微塑膠的情形、海龜排遺發現海洋廢棄物的分析和沿海牡蠣與潮間帶指標生物體內微塑膠的調查等。而隨著使用口罩的人口變多，廢棄口罩成了新興的海洋垃圾，實驗室也好奇這些口罩是否會對海洋生物造成影響。為此，實驗室團隊設計了實驗內容，主要探討「不同風化條件的醫療口罩之微塑膠釋出及其對『中南美白對蝦』（Litopenaeus vannamei）之行為影響」。簡單來說，就是想知道生活在海洋底層的白蝦，在海裡接觸到口罩時會有什麼樣的反應。選擇白蝦作為研究對象是因為成長中的個體生活在河口，相對容易接觸到人類造成的汙染，成年後的白蝦生活在海洋，當口罩沉積在海底時，可能會直接影響到生物，加上白蝦是臺灣養殖數量數一數二的蝦類，因此挑選白蝦來做一系列相關的實驗。
為了模擬海洋生物接觸到的口罩狀態，在實驗開始前，我們先將口罩分三組進行前置作業：第一組是實驗前才拿出來的全新口罩（新口罩組）；第二組是放在戶外照射天然陽光的口罩（日曬組，圖1）；第三組是泡在戶外海水池的口罩（海水組，圖2）。
口罩經過2個月的風吹、日曬、雨淋及海水浸泡等「摧殘」後，便能開始進行研究啦！透過這些經「風化」後的口罩，我們能進行4個方向的實驗：
1. 探討不同風化條件下口罩的物理變化與釋放出的微塑膠
2. 探討白蝦對不同風化條件的口罩之行為反應
3. 探討長期暴露於不同風化條件的口罩對白蝦生長及行為之影響
4. 探討口罩釋放的微塑膠在白蝦組織內的生物累積
接下來，讓我們一起看看每個實驗有什麼發現吧！
實驗1：不同風化條件下口罩的物理變化與釋放出的微塑膠
口罩經過2個月的風化後，我們統一將口罩沖洗，再使用解剖顯微鏡進行觀察，「日曬組」口罩的結構破損最嚴重（圖3），而「海水組」口罩上則是卡著許多藻類。接著我們把這3組口罩放進裝有250毫升海水的瓶子中，再使用「震盪儀」於室溫下搖晃9天後，用特殊濾紙過濾，再進行染色，染劑會讓微纖維在「螢光顯微鏡」下無所遁形（圖4）。統計後發現「日曬組」口罩釋放出最多微塑膠，可見經過陽光照射的口罩更容易產生微塑膠，對環境的風險較大。
圖4：照射陽光兩個月後的口罩釋放出的微纖維，此為「日曬組」口罩在螢光顯微鏡下的樣子
實驗2：探討白蝦對不同風化條件的口罩之行為反應
我們想知道生活在海裡的白蝦接觸到口罩時會有什麼反應，於是我們將口罩以對生物沒有毒性的膠黏在水族缸中，再放入體長6公分左右的白蝦，接著把水族缸放在燈箱上，從底部打光（圖5），透過上方架設的攝影機記錄白蝦的行為30分鐘。從影片中我們發現白蝦面對「海水組」的口罩時，移動的時間比較少，總移動的距離也比較短。我們推測這是因為泡過海水的口罩上附著了藻類或其它微生物，散發出干擾白蝦的氣味，使白蝦減少活動。
實驗3：探討長期暴露於不同風化條件的口罩對白蝦生長及行為之影響
為了觀察白蝦長時間與口罩待在一起的影響，我們讓白蝦與不同組別的口罩同居4個星期（圖6），再對其進行攝食和游泳等行為的分析（圖7）。結果發現，白蝦在和「海水組」的口罩相處後，對食物較不感興趣，推測是因為受到海水口罩氣味的影響，干擾了白蝦對食物的感應。而在活動力上，接觸「日曬組」口罩的白蝦，在移動距離和移動時間上都比「新口罩組」的白蝦低，推測是因為曬過太陽的口罩會釋放出比較多的微塑膠，較易被與之同居的白蝦攝取，在反覆的攝入及排出微塑膠的過程中，可能對白蝦的腸胃道造成負擔（註5），進而降低其活動力。
圖6（左）：白蝦接觸口罩4個星期；圖7（右）：白蝦攝食與游泳行為拍攝
實驗4：探討口罩釋放的微塑膠在白蝦組織內的生物累積
除了影響白蝦的行為之外，我們也想知道這些微塑膠會不會殘留在白蝦體內，於是在行為實驗結束後，我們便解剖所有的白蝦，觀察牠們的鰓、消化道和腹部肌肉組織中是否有微塑膠殘留（圖8）。實驗結果發現，不管是哪一個組別的白蝦，體內幾乎都沒有微塑膠的殘留，推測白蝦本身是有能力透過清潔、排便等方式，清除殘留在體表或體內的微塑膠。
透過這次的研究，我們了解到口罩確實會對海洋生物造成影響，而且經過環境「摧殘」的口罩所產生之影響均比新口罩來的大，像是使牠們對食物較不感興趣，或是游泳能力降低等。而且過去研究顯示，海洋生物有可能將塑膠製品及食物搞混。在海水中，生物常將食物與塑膠的型態、氣息、味道混淆（註6）。當口罩經歷過風吹日曬最終輾轉沉到海底時，這些生物便與口罩生活在一起，牠們將有更多機會接觸到微塑膠，長時間下來，可能會對生態造成威脅。
當然，我們在疫情之下使用口罩也是「必要之惡」，但我們可以減少其它塑膠製品的使用，包括使用環保餐具、內用取代外帶、選擇包裝較少的產品、隨手撿垃圾……等等。當我們養成這些習慣後，就能減少垃圾產生，自然就會降低環境的負擔。讓我們選擇對生態友善的做法，一起愛護自然、保育海洋生物吧！
參考資料
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②Chapron, L., Peru, E., Engler, A., Ghiglione, J. F., Meistertzheim,
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affect cold-water corals growth, feeding and behaviour. Scientific reports,
8(1), 15299.
③Sun, J., Yang, S., Zhou, G. J., Zhang, K., Lu, Y., Jin, Q., ...
& He, Y. (2021). Release of microplastics from discarded surgical masks and
their adverse impacts on the marine copepod Tigriopus japonicus. Environmental
Science & Technology Letters, 8(12), 1065-1070.
④Bowley, J., Baker-Austin, C., Porter, A., Hartnell, R., & Lewis,
C. (2021). Oceanic hitchhikers–assessing pathogen risks from marine
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⑤Amaral-Zettler, L. A., Zettler, E. R., & Mincer, T. J. (2020).
Ecology of the plastisphere. Nature Reviews Microbiology, 18(3), 139-151.
⑥Dar, M. A., Dhole, N. P., Pawar, K. D., Xie, R., Shahnawaz, M.,
Pandit, R. S., & Sun, J. (2022). Ecotoxic Effects of the plastic waste on
marine fauna: An overview. Impact of plastic waste on the marine biota,
287-300.
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