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什么是海洋垃圾如何防治在我们美丽的蓝色星球上，海洋占据了绝大部分的面积。
海洋不仅是生命的摇篮，也是地球上气候和生态系统的重要调节器。
然而，如今的海洋正面临着严峻的挑战，其中之一就是海洋垃圾的问题。
那么，什么是海洋垃圾呢？简单来说，海洋垃圾就是那些被丢弃或遗弃在海洋中的各种固体废弃物。
这些垃圾的来源非常广泛，有的是从陆地上通过河流、污水排放等途径进入海洋的，比如塑料瓶、塑料袋、一次性餐具等；有的是海上活动产生的，如渔业捕捞中的废弃渔网、绳索，以及船舶丢弃的垃圾等。
海洋垃圾的种类繁多，从微小的塑料颗粒到巨大的废弃船只，应有尽有。
其中，塑料垃圾是最为常见和严重的一种。
塑料在自然环境中难以降解，会长期存在于海洋中，对海洋生态造成极大的危害。
这些塑料垃圾可能会被海洋生物误食，导致它们窒息、中毒甚至死亡。
而且，塑料垃圾还会在海洋中分解成更小的颗粒，被称为“微塑料”。
微塑料会随着食物链传递，最终可能进入人类的体内，对我们的健康构成潜在威胁。
海洋垃圾还会对海洋环境造成严重的破坏。
它们会影响海洋的美观，破坏海滩的景观。
大量的垃圾漂浮在海面上，会阻碍阳光的穿透，影响海洋植物的光合作用，进而影响整个海洋生态系统的平衡。
此外，垃圾还可能会缠住海洋生物，限制它们的活动和觅食能力，甚至导致它们受伤或死亡。
那么，我们应该如何防治海洋垃圾呢？这需要全社会的共同努力。
首先，从个人层面来说，我们每个人都应该增强环保意识，减少一次性塑料制品的使用。
在日常生活中，我们可以自带环保购物袋，拒绝使用一次性吸管和餐具。
如果去海滩游玩，要注意带走自己产生的垃圾，不随意丢弃。
其次，对于企业来说，应该加强环保管理，减少生产过程中塑料的使用，推广可降解材料的应用。
同时，在产品包装方面，要尽量简化和环保化，避免过度包装。
政府在防治海洋垃圾方面也起着至关重要的作用。
政府可以制定相关的法律法规，加强对海洋垃圾排放的监管和处罚力度。
加大对环保产业的支持和投入，鼓励研发和推广环保技术和设备，提高垃圾处理和回收利用的能力。
海洋垃圾问题如何解决当我们漫步在海滩，享受着海风的吹拂和阳光的温暖时，或许会不经意间发现一些不和谐的“身影”——塑料瓶、废弃渔网、泡沫塑料等各种垃圾。
这些海洋垃圾不仅破坏了海洋的美丽景观，更给海洋生态系统带来了严重的威胁。
那么，海洋垃圾问题究竟该如何解决呢？首先，我们需要深入了解海洋垃圾的来源。
海洋垃圾的产生途径多种多样，其中一部分来自陆地活动。
人们在日常生活中随意丢弃的垃圾，可能会通过河流、下水道等途径最终进入海洋。
比如，塑料包装袋、一次性餐具等，在未得到妥善处理的情况下，很容易流入大海。
此外，沿海地区的工业和农业活动也会产生大量的废弃物，如工厂排放的污水、农田使用的塑料薄膜等。
另一部分海洋垃圾则来自海上活动。
渔业是一个重要的来源，废弃的渔网、绳索和破损的渔具被遗弃在海中，不仅会对海洋生物造成直接伤害，还会形成长期的垃圾堆积。
此外，航运业也会产生垃圾，如船舶上的生活垃圾、废弃的集装箱等。
面对如此严峻的海洋垃圾问题，我们需要采取一系列综合性的措施来加以解决。
加强宣传教育是至关重要的一环。
通过各种媒体渠道，向公众普及海洋垃圾的危害以及环保意识，让每个人都认识到保护海洋环境是我们共同的责任。
学校可以将海洋环境保护纳入教育课程，培养下一代的环保意识。
社区和社会组织可以开展环保活动，鼓励人们积极参与海滩清洁行动，从自身做起，减少垃圾的产生和排放。
完善垃圾处理设施和管理制度也是关键。
政府应当加大对垃圾处理设施的投入，提高垃圾处理能力和效率。
建立健全的垃圾分类和回收体系，鼓励居民对垃圾进行分类投放，以便更好地进行回收和处理。
同时，加强对工业和农业废弃物排放的监管，制定严格的排放标准和处罚措施，确保企业和农户遵守环保法规。
科技创新在解决海洋垃圾问题中也能发挥重要作用。
研发高效的海洋垃圾清理设备和技术，例如能够自动收集漂浮垃圾的机器人、可以降解塑料的新型材料等。
利用卫星遥感和大数据技术，对海洋垃圾的分布和流动进行监测和分析，为清理工作提供科学依据。
海洋塑料污染的现状和治理措施是什么在我们这个蓝色的星球上，海洋占据了绝大部分的面积。
它不仅是生命的摇篮，也是地球生态系统的重要组成部分。
然而，如今的海洋正面临着一场严重的危机——塑料污染。
海洋塑料污染的现状令人触目惊心。
据统计，全球每年约有 800 万吨塑料垃圾进入海洋。
这些塑料垃圾有的来自陆地，通过河流、下水道等途径流入海洋；有的则直接从海上的船只、石油平台等设施排放。
大量的塑料垃圾在海洋中漂浮、聚集，形成了所谓的“垃圾带”。
其中，最著名的当属位于太平洋的“大太平洋垃圾带”，面积甚至超过了一些国家的领土。
这些垃圾带中的塑料垃圾，不仅破坏了海洋的美观，更对海洋生态系统造成了严重的威胁。
塑料在海洋中的存在形式多种多样。
有大块的塑料瓶、塑料袋，也有微小的塑料颗粒，被称为“微塑料”。
微塑料体积小，容易被海洋生物误食。
它们进入海洋生物的体内后，会随着食物链不断传递和积累。
最终，这些塑料可能会进入人类的餐桌，对人类的健康造成潜在威胁。
海洋塑料污染对海洋生态系统的影响是多方面的。
首先，塑料垃圾会缠绕海洋生物，如海龟、海豹、海豚等，导致它们受伤甚至死亡。
其次，塑料中的化学物质会释放到海水中，对海洋环境造成污染，影响海洋生物的生长、繁殖和生存。
此外，塑料垃圾还会破坏海洋栖息地，如珊瑚礁、海草床等，影响海洋生态系统的平衡。
面对如此严峻的海洋塑料污染现状，我们必须采取有效的治理措施。
首先，源头控制是关键。
减少塑料的生产和使用，推广可降解塑料和替代品，是解决海洋塑料污染的根本途径。
政府可以出台相关政策，限制一次性塑料制品的使用，鼓励企业研发和生产环保型塑料制品。
其次，加强垃圾管理和回收利用至关重要。
在陆地上，建立完善的垃圾分类和回收体系，提高塑料垃圾的回收利用率，可以有效减少塑料垃圾进入海洋的数量。
同时，加强对海上垃圾的清理和回收，例如通过专门的船只和设备清理海洋中的塑料垃圾。
再者，提高公众的环保意识是不可或缺的一环。
太平洋垃圾带成因与治理太平洋垃圾带是一个长期以来饱受关注的环境问题，它的成因和治理一直备受讨论。
在这篇文章中，我们将深入探讨太平洋垃圾带的成因以及可能的治理措施。
首先，让我们了解一下太平洋垃圾带是如何形成的。
太平洋垃圾带是由大量的漂浮垃圾组成的区域，位于北太平洋中部。
这些垃圾包括塑料、木材、鱼网、玻璃等各种废弃物，它们通过海洋洋流被聚集在一起。
研究指出，太平洋垃圾带主要是由于人类活动造成的。
塑料垃圾的大量排放以及海洋运输业的废弃物都是主要的成因之一。
其次，太平洋垃圾带的治理是一个复杂的问题。
由于垃圾的规模庞大且分散在广阔的海域，清理工作非常困难。
一种可能的治理方法是使用专门的清理船只或设备，采用网或其他收集工具捕捉垃圾。
然而，这种方法仍然存在一些挑战。
首先，清理船只的成本非常昂贵，而且需要大规模的资源投入。
其次，海洋环境的复杂性使得垃圾收集变得更加困难，因为垃圾在海洋中的漂浮和下沉是动态的过程。
除了直接清理垃圾，减少垃圾排放也是治理太平洋垃圾带的关键。
这需要通过教育宣传和法规限制等多种手段来提高人们的环境意识，并加强对垃圾分类和回收利用的支持。
政府、企业和个人都应该共同努力，减少塑料等难降解垃圾的使用和排放。
此外，开展国际合作也是解决这一问题的重要方式。
各国应加强合作，共同制定并实施减少海洋垃圾排放的国际公约，通过统一标准和协调行动来达到治理目标。
在探讨治理太平洋垃圾带的同时，我们还应该深入思考这一问题背后的深层次原因。
太平洋垃圾带的形成不仅仅是环境问题，也是人类对资源的过度消耗和浪费的一种反映。
这反映了人类对自然环境的态度和行为的失衡，我们对待地球的方式需要根本性的转变。
要解决太平洋垃圾带这一问题，我们需要更加注重循环经济，减少一次性使用物品的使用，注重垃圾的分类和回收利用。
只有从根本上改善我们的生活方式和消费习惯，才能真正实现对太平洋垃圾带的治理和预防。
综上所述，太平洋垃圾带的成因和治理是一个复杂的问题。
目录太平洋垃圾带的形成与治理 (2)摘要 (2)一．问题重述 (3)二．问题假设 (3)三．符号约定 (4)四．问题分析 (4)4.1 子问题一分析 (4)4.2 子问题二分析 (5)五．塑料垃圾的来源及垃圾漩涡形成的原因 (5)5.1塑料垃圾的来源 (5)5.1.1人类活动带来的塑料垃圾 (5)5.1.2 自然灾害带来的垃圾 (6)5.1.3 行驶船只排污 (7)5.2 垃圾漩涡的形成 (7)六．塑料垃圾带对生态系统的影响 (9)6.1模型分析与准备 (9)6.2 建立模型：微塑料颗粒威胁模型 (10)6.3 模型的扩展与应用：海域污染监控 (11)七．处理垃圾—建立“塑料再生岛” (11)7.1 建立模型： (11)7.2 建造“再生岛”的成本与效益的对比 (15)八．参考文献 (15)太平洋垃圾带的形成与治理摘要近年来，由于海洋塑料垃圾的堆积，美国西海岸附近形成了一个以塑料为主的“太平洋大垃圾带”，随着其面积的逐年增大，其带来的危害也越发令人担忧。
本文对其来源、形成原因、对生态系统的危害，以及改善措施这几个方面进行了深入的分析讨论，并给出相应的模型，给科学探险家们提供了有价值的方案。
针对塑料垃圾来源，本文进行了深入分析，对环太平洋国家的塑料产业情况做了详尽的调查，分析出中国排放出的塑料垃圾所占比例最大，应着重控制其排放量。
对于漩涡的形成原因，本文就太平洋地区的不同地理情况分别做一讨论，分析了垃圾的移动过程。
针对塑料垃圾带来的风险，主要考虑了对生态系统的危害。
本文建立了微塑料颗粒威胁模型，给出了塑料颗粒的丰度与浮游生物生存之间的关系。
以便科学家定量地评估该海域的微塑料颗粒的污染程度。
为了降低塑料垃圾对太平洋生态的破坏，本文参考了荷兰WHIM公司提出的“再生岛”计划，在原垃圾带水域，利用废旧塑料的浮力，就地建立一个悬浮的再生岛。
首先，在宏观方面，本文建立模型论证了建造再生岛的厚度与出水高度的关系，再生岛对太平洋垃圾的消化能力，以及再生岛的形状规格与岛下生态的关系。
太平洋垃圾带的形成太平洋垃圾带，又称“太平洋垃圾环”、“太平洋垃圾污染带”等，是指位于太平洋中部的一个巨大海洋区域，其中聚集了大量的塑料、废弃物和其他垃圾，形成了一个庞大的“垃圾岛”。
这一现象引起了全球范围内的关注和担忧，对海洋生态环境和人类健康造成了严重威胁。
那么，太平洋垃圾带是如何形成的呢？一、塑料污染的根源太平洋垃圾带的形成与塑料污染密不可分。
塑料制品在生产、使用和处理过程中产生的大量废弃物，往往被随意丢弃或未经妥善处理，最终流入海洋。
塑料垃圾具有轻便、耐久、难降解的特点，一旦进入海洋，就会长时间漂浮在水面上，随着海流的推动逐渐聚集形成垃圾带。
二、海洋环流的作用太平洋是世界上最大的海洋之一，其海洋环流系统复杂多样。
在太平洋中部，存在着东北贝加尔洋流、北赤道洋流、北太平洋洋流等多股洋流，它们将海洋中的水流推动向特定方向。
这些洋流在推动着海水的同时，也将漂浮在水面上的塑料垃圾带向特定区域聚集，逐渐形成了太平洋垃圾带。
三、陆地污染的输送除了海洋环流的作用，陆地污染也是太平洋垃圾带形成的重要原因之一。
沿海地区的城市、工厂、港口等都是塑料垃圾的重要来源，这些垃圾通过河流、海流等途径进入海洋，最终被聚集在太平洋中部形成垃圾带。
特别是一些发展中国家和地区的垃圾处理能力较弱，导致大量垃圾直接排放到海洋中，加剧了垃圾带的形成。
四、气候变化的影响气候变化也对太平洋垃圾带的形成产生了影响。
随着全球气候变暖，海洋温度上升、海冰融化等现象加剧了海洋环境的恶化，使得海洋生态系统受到破坏，海洋垃圾带的形成加剧了这一现象。
气候变化还可能改变海洋环流系统，进一步影响垃圾带的形成和演变。
五、人类活动的影响最后，人类活动也是太平洋垃圾带形成的重要原因。
过度捕捞、工业污染、旅游开发等行为都对海洋生态环境造成了破坏，加剧了垃圾带的形成。
人类应当意识到自身行为对环境的影响，采取有效措施减少塑料污染，保护海洋生态环境。
综上所述，太平洋垃圾带的形成是多种因素综合作用的结果。
危害性生态学家们警告称，这些漂浮从海洋上的垃圾将对水生生物构成严重威胁。
他们解释说，鸟类会错误地将塑料当成食物，导致消耗系统受到阻塞。
这样以来，误食塑料的鸟类最终将因饥饿而死。
同时，塑料的自然降解过程长达数十年。
有一些地方政府已尝试着禁止生产和在商店中使用塑料袋，并建议消费者们使用可重复使用的网兜。
这些微小的塑料碎片造成的破坏，比那些较大的塑料垃圾导致的窒息、诱捕和拥堵造成的危害更大。
这些塑料碎片在被小鱼误食以前，就像海棉一样会不断吸附重金属和污染物。
它们通过较大的鱼、鸟类和海洋哺乳动物向食物链的上层移动过程中，毒性会不断被浓缩。
“绿色和平”组织的报告说，他们发现至少267种海洋生物因误食海洋垃圾或者被海洋垃圾缠住而备受折磨。
发现2009年9月10日，据美国国家地理网站报道，最近，SEAPLEX（斯克里普斯环境塑料积聚远征的英文缩写）成为第一次专门研究加利福尼亚州与夏威夷间海域“塑料漩涡”的科考之旅。
这个巨型“塑料漩涡”面积相当于两个美国德克萨斯州，他们在1700英里（约合2700公里）的航行中发现大量塑料垃圾，形成了东太平洋上的垃圾场。
海洋学家查尔斯·摩尔（Charles Moore）曾在1997年驾船穿过北太平洋环流系统（ North Pacific Gyre ）时，发现了这个垃圾岛。
航海家一般都会避免从海洋环流系统经过，因为这种持续不变的高压系统，即已知的赤道无风带，没有可以给水手带来好处的风和气流。
摩尔发现，有大量塑料瓶盖、塑料袋、高频绝缘材料和微小的塑料芯片漂浮在海面上。
阳光和海浪慢慢分解它们，使它们变成小碎片。
这些碎片悬浮在海面下，试图给这个塑料大陆绘图的船只和卫星根本看不到它们。
但是在后来用拖网捕鱼的过程中，摩尔发现这些碎片的数量是浮游生物的6倍。
巨大垃圾岛遭质疑据美国俄勒冈州立大学海洋学助理教授安吉莉奇·怀特(AngelicqueWhite)的最新研究，这种说法不仅毫无根据，还不利于清除太平洋塑料垃圾的努力。
太平洋垃圾带的形成1. 引言太平洋垃圾带，是指大量漂浮在太平洋中心的塑料垃圾形成的庞大区域。
随着全球经济的发展和人类活动的增加，塑料垃圾问题日益突出。
本文将从历史背景、形成原因、影响及应对措施等方面对太平洋垃圾带进行阐述。
2. 历史背景太平洋垃圾带的形成并非一蹴而就，而是经过长期的积累和扩散。
起初，人们没有重视塑料垃圾的处理和回收，大量的塑料制品被直接丢弃，随波逐流进入海洋中。
20世纪60年代，美国在夏威夷附近进行了大规模海岸清理项目，将大量垃圾转运至海洋填埋堆场，进一步加剧了海洋污染问题。
3. 形成原因3.1. 消费习惯改变随着人们生活水平的提高和消费习惯的改变，塑料制品的使用量不断增加。
尤其是一次性塑料制品的普及，如塑料袋、瓶子、餐具等，使得塑料垃圾大量产生。
3.2. 污水排放城市和农村的污水经过处理后排入江河湖海，其中包含着大量的塑料微粒。
这些微粒很难被过滤和分解，最终进入海洋形成垃圾带。
3.3. 洋流聚集效应太平洋中存在一种特殊的海流系统——北太平洋环流和北太平洋西部暖池。
这些洋流会将从全球各地流入太平洋的垃圾聚集在一起，并在风力作用下推向太平洋中心，形成庞大的垃圾带。
4. 影响4.1. 生态环境破坏太平洋垃圾带严重影响海洋生态系统。
塑料垃圾会被鱼类、海鸟等误食，导致其死亡或生殖能力下降；同时会造成珊瑚礁、海草等生态环境的破坏。
4.2. 经济损失大量塑料垃圾积聚在海面上，影响了渔政执法、航运以及旅游业等经济活动。
此外，在清理和处理垃圾时也需要耗费大量金钱和人力资源。
4.3. 健康风险塑料垃圾中含有有毒物质，并逐渐分解释放出来，通过食物链进入人体。
这些有毒物质可能对人体健康产生潜在风险，并且目前还没有完全了解其长期累积效应。
5. 应对措施为了解决太平洋垃圾带问题，需要采取综合性措施：5.1. 加强立法和管理各国应加强立法控制一次性塑料制品的生产和销售，并加强对污水处理厂的监管，避免污水中含有塑料微粒进入海洋。
太平洋塑料垃圾污染问题严重海洋环境急需保护近年来，太平洋地区的塑料垃圾污染问题日益严重，给海洋环境带来巨大威胁。
为了保护海洋生态系统，采取积极有效的措施迫在眉睫。
本文将就太平洋塑料垃圾污染问题的现状、影响以及保护方法进行探讨。
1. 太平洋塑料垃圾污染现状太平洋地区的塑料垃圾污染日益严重，主要原因有两个方面。
首先，塑料制品的广泛使用导致了塑料垃圾大量产生。
塑料材料轻便耐用，广泛应用于包装、建材、日常用品等领域，然而，由于生产和消费模式的不可持续，大量塑料垃圾无法得到合理处理，进而进入海洋环境。
其次，海洋塑料垃圾不断聚集成“塑料岛”，对海洋生态系统造成严重破坏。
这些塑料垃圾在海洋中随波逐流，往往聚集在特定区域，形成“塑料岛”，严重威胁海洋生物的生存和繁衍。
2. 太平洋塑料垃圾污染的影响太平洋塑料垃圾污染对海洋环境和生物造成了严重的影响。
首先，塑料垃圾中的有害物质会逐渐渗入海洋中，污染海水。
这些有害物质对海洋生物的生理机能产生不可逆转的影响，破坏生物多样性。
其次，大量塑料垃圾被海洋生物误食，导致濒危物种数量进一步减少。
塑料被海洋生物当做食物，进入食物链，最终危害到人类自身的健康。
此外，塑料垃圾还会影响海洋水域的美观，破坏旅游资源和渔业资源，给相关产业带来损失。
3. 太平洋塑料垃圾污染的保护方法为了解决太平洋塑料垃圾污染问题，我们应采取以下措施。
首先，加强塑料制品的可持续生产和消费。
推广环保型塑料，减少一次性塑料制品的使用，提倡绿色包装和循环利用，减少塑料垃圾的产生。
其次，加强塑料垃圾回收和处理。
建立健全的废弃物管理体系，提高塑料垃圾回收和处理的效率，将塑料资源充分利用。
此外，加强海洋环境保护监管，严禁非法倾倒塑料垃圾，对违法者进行严厉处罚，形成有效的垃圾治理机制。
综上所述，太平洋塑料垃圾污染问题严重，对海洋环境和生物造成严重威胁。
为了保护海洋生态系统，我们应采取积极有效的措施，包括加强塑料制品可持续生产和消费、加强塑料垃圾回收和处理，以及加强海洋环境保护监管等。
海洋垃圾污染治理的现状和建议
海洋垃圾污染防治是社会公众普遍关注的问题，也是全球沿海国家普遍面临的挑战。
环境署相关报告指出，大约80%的海洋垃圾来源于陆地，20%左右来源于人类海上活动。
一、当前海洋垃圾的污染治理主要面临问题
1.塑料垃圾流入数量大，海水流动性强，边滩收集方式原始，缺乏有效工具导致海洋垃圾收集难。
2.塑料垃圾价值低，流转链条长，无法规模化生产的低小散再生企业，造成产业链人员从业意愿低，海洋塑料再生产业受限。
3.海洋塑料高值利用难，缺乏有效激励、互动平台导致社会公众的环保参与意愿低，公众企业参与海洋环保力量薄弱，很难形成持续性规模化效应。
二、相关建议
1.构建数字化闭环治理体系。
通过组织海上环卫、渔民渔船、码头小店、沿海村落低收入民众等组成一个多维立体垃圾收集网，提供定位仪与智能设备“海洋云仓”进行轨迹追踪，源头减量，再利用云计算统筹，分类运输至处置再生企业。
构建海洋垃圾收集、运输、处置、再生全流程闭环的治理体系。
2.构建变废为宝的高值利用通道。
通过全流程闭环数字追踪体系，对海洋垃圾中的塑料进行数字化认证，通过扫码，可以看到谁捡的，存哪里，谁转运，谁再生，谁制造，创新实现
海洋塑料“海到货架”的可视化追溯，为电子、服装、汽车等行业提供碳减排原料。
将国际头部企业的碳减排需求与海洋生态治理有效融合，让海洋垃圾变废为宝，漂洋过海，实现高值利用。
3.构建生态共富体系。
将海洋塑料高值利用部分收益，设立“蓝色共富基金”，应用区块链技术，将产业上游的高利润通过区块链转移到低利润的源头收集人员，促进海洋垃圾源头收集动力，形成可持续发展的分配体系。
太平洋垃圾带的形成与治理07108123 曾新09008304 刘晶洁21408127 望灿摘要近年来，由于海洋塑料垃圾的堆积，美国西海岸附近形成了一个以塑料为主的“太平洋大垃圾带”，随着其面积的逐年增大，其带来的危害也越发令人担忧。
本文对其来源、形成原因、对生态系统的危害，以及改善措施这几个方面进行了深入的分析讨论，并给出相应的两个模型，给科学探险家们提供了有价值的方案。
针对塑料垃圾来源，本文进行了深入分析，对环太平洋国家的塑料产业情况做了调查，得出中国排放出的塑料垃圾所占比例最大，应着重控制其排放量。
对于漩涡的形成原因，我们给出了太平洋环流的分布，并分析了垃圾的移动过程。
针对塑料垃圾带来的风险，我们主要考虑了对生态系统的危害。
我们把塑料颗粒看作外来侵入物种，建立了微塑料颗粒威胁模型，给出了塑料颗粒的丰度与浮游生物生存之间的关系。
以便科学家定量地评估该海域的微塑料颗粒的污染程度。
为了降低塑料垃圾对太平洋生态的破坏，本文参考了荷兰 WHIM 公司提出的“再生岛”计划，在原垃圾带水域，利用废旧塑料的浮力，就地建立一个悬浮的再生岛。
我们建立模型论证了建造再生岛的厚度与出水高度的关系，再生岛和太平洋垃圾的消化能力。
并分析了本计划的成本与收益。
本文通过地理学科、生物学科、物理学科，以及经济学科，对“太平洋垃圾带”问题做了全面的分析，提出了就地建立再生岛的模型，给科学家提供了解决海洋垃圾问题的一个参考方案.关键词：太平洋垃圾带再生岛塑料颗粒一．问题重述最近的一项深入太平洋涡旋（垃圾碎片不断累积的汇流地带）进行的科学探险，揭露出大量与处理这些垃圾碎片相关的科技问题。
倾倒废弃物流入海洋不是新鲜事，但是科学界却首次发现这些垃圾碎片（尤其是塑料制品）在太平洋**领域中密集出现。
科学界同时也发现这些垃圾碎片对海洋生态，对人类的福祉都带来了许多潜在威胁。
研究者把这些塑料垃圾描述成塑料汤或是塑料彩屑。
今年 ICM 的问题是利用跨学科建模，来解决由于海洋中垃圾存在与累积所带来的各种复杂问题，借此帮助研究者，最终帮助政府政策制定者来了解该问题的程度、范围和对全球潜在的影响。
作为科学探险的建模顾问，你的任务是要关注垃圾问题中的某一个因素，建立模型并分析它的性质，确定其对影响海洋生态、政府政策的潜在影响，以及改善它的负面影响的具体措施。
一定要考虑未来科研的需求和这一问题的经济因素，然后给科学探险的领队写一份报告，总结你的研究发现，提出解决建议、需要制定的政策和采取的措施。
选择的问题如下：问题四：这些塑料从何处来？可以采取什么步骤来控制或减少与这一情况相关的各种风险？经济成本如何？控制或结束这种状态会带来什么经济效益？如何比较成本与效益？有多少塑料被生产，丢弃与回收？有多少有可能被排入海洋？进入海洋的又有多少可能会到处漂浮？为了明确你的任务，重点应该集中在问题的某个重要方面，对重要的问题和现象的表现进行建模分析，对你选择进行建模和分析的那个方面当中对当前和未来影响最显著的因素进行定量分析。
你的 ICM 报告应以如下形式提交：它将是篇幅为 10 页的小组报告，提交给一位调查负责人，目的在于帮助她找出所探讨问题或现象的相关表现，主要分析这些问题或者现象的后果，并针对在问题进一步恶化之前政府能够采取哪些措施来遏制该问题向她提出可行性建议。
二．模型假设1．垃圾来源仅为太平洋沿海国家，不考虑内陆国家排污情况。
2．垃圾带水域的塑料颗粒不分种类，形状质量均看作一致。
3．垃圾带被污染水域各处的浮游生物数量密度、塑料颗粒数量密度均视为一致。
4．再生岛所处的位置是平稳的，材料均匀且所处海域海水密度一致；。
三．模型分析与建立3.1垃圾的来源根据联合国的统计，每年世界会产出超过2.6亿吨的塑料垃圾，它们当中大多数是一次性的，其中90%~95%都没有得到回收，大部分都被人类随意丢弃了——有的被掩埋在土地里，有的散布在郊外的垃圾场，有的挂在铁路沿线的树梢枝头，有的被直接倾倒入海……它们散布在地球的每个角落，但是最后它们会被雨水或大风吹刷，然后悄无声息地流走——“最后的终点，是海洋”。
经调查，塑料垃圾在所有海洋垃圾中占据相当大的比例。
这些塑料垃圾10％来自渔民捕鱼过程中的渔网，10％是海上航行的货船丢弃的，其余80％的塑料垃圾则来自陆地的人类活动及飓风等冲刷陆地带来垃圾。
以下三个因素则为垃圾带的主要来源。
人类活动带来的塑料垃圾资料显示，每年，仅塑料，全世界大约就会制造出近亿吨，其中仅有一小部分能够得到循环再利用。
自从塑料产品问世以来，世界范围内生产的塑料制品大约有5％已进入海洋，其数量超过1亿吨。
不仅如此，在人类与海洋直接接触的同时，也会产生垃圾。
比如，人们在海边旅游的过程中，有意无意地把已使用过的物品弃置于在海里和海岸，或是人类在捕鱼时丢弃的废旧渔具。
这些都是塑料垃圾漩涡的来源。
太平洋大垃圾带中，有80%是塑料垃圾，而这些垃圾又有80%来自人类活动，来自大陆塑料排污。
因此，这里查询环太平洋各国塑料生产量、回收量，以及排入海洋量各是多少。
根据资料显示，全球塑料消费量如下图。
由图1可以看出，全球塑料的消费总量逐年递增，也就意味着废旧塑料的数目逐年增多，排入海洋的塑料数目同样也会逐渐增大。
根据2009年资料统计[2~9]，可得如下统计表1:国家年产量（万吨）回收率抛弃率被抛向海洋的比率美国4700 40.0% 47.0% 12.7%中国4479 22.0% 65.0% 31.8%日本1425 69.7% 21.5% 11.4%韩国1200 23.5% 48.8% 13.4%加拿大810 36.0% 42.0% 16.9%我们可以看出，中国向海中排放废旧塑料是最多的，因此，在源头减少塑料排污量方面上，中国更应加大回收废旧塑料的力度，同时，其他各国也要尽量控制其排污量，并努力提高回收率。
●自然灾害带来的垃圾环北太平洋地区的海滩垃圾，街边见到的某个塑料瓶、工厂排放出来的工业废物⋯⋯这些都可能是海洋垃圾的间接来源。
每当下雨，尤其是在暴雨冲刷后，各种各样的垃圾从四处进入雨水排水道或者内陆河流中，最终抵达海洋。
●行驶船只排污据统计，每天有大约800 万件垃圾进入海洋，其中大约400 多万件来自于过往船只，重达560多万吨。
而“国际海运联合会”曾经公布说，每年都有数千只集装箱掉到海里，里面的物品会散落出来成为海上“流浪者”。
垃圾进入海洋后，大约有70%沉降至海底，15%漂浮在海面，15%驻留于海滩。
3.2 垃圾漩涡的形成北太平洋环流系统( 英语：North Pacific Gyre )The Great Pacific Garbage Patch, also described as the Pacific Trash Vortex, is a gyre of marine litter in the central North Pacific Ocean located roughly between 135° to 155°W and 35° to 42°N. The patch extends over a very wide area, with estimates ranging from an area the size of the state of Texas to one larger than the continental United States; however, the exact size is unknown.在太平洋上，北太平洋环流系统是相对静止的区域，此区主要为副热带高压带，水流旋转的方向将周围的废物带进来，导致漂浮物和其破碎物的累积，这些像是漂浮的“云状”废物被称为太平洋垃圾带（块），东方垃圾块或是太平洋垃圾旋涡。
这片垃圾带的位置恰恰是被北太平洋中一个巨大的环流——北太平洋环流环绕在中央。
这个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。
当整个太平洋的洋流以顺时针方向运转时，垃圾途经这里并被卷入这块平静区域，便不再继续随洋流漂移，并在此聚集。
根据这个环流的走向，我们可以复原这些漂浮着的塑料垃圾是如何来到这里的——比如，一支在旧金山海岸被废弃的牙刷，一开始它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“垃圾大陆”，整个旅程大概需要耗时几年。
当然，如果它是在亚洲沿海一带被丢弃的话，那么旅程的时间将会大大缩短，抵达“新大陆”的时间只用1年就够了。
3.3 垃圾对生态系统的影响（微塑料颗粒威胁模型）太平洋垃圾带的垃圾总量估计已经超过700万吨，每平方公里的海面上有330万件大大小小的塑料片。
最严重的地方，海底堆积的垃圾厚度已经达到30米。
这些垃圾给海洋生物，甚至人类带来了巨大的危害：(1)动物误食塑料垃圾,可能会导致动物食管刺穿，摄食的塑料垃圾在胃内不被消化导致动物营养缺乏；被塑料(特别是鱼网、塑料袋)缠绕而受到伤害，甚至致死。
(2)漂浮在海洋中的塑料微粒还可能成为有毒物质进入生物体内的媒介。
它们可能聚集在一起，并吸附来自其他源头的有毒化学物质，再通过较大的鱼、鸟类和海洋哺乳动物向食物链的上层移动，同时，其毒性会不断被浓缩，最终很可能危及到人类健康。
(3) 塑料碎片的数量是浮游生物的6倍，塑料层挡住了太阳光，使得浅水层中需要太阳光的海洋生物的生存环境被限制和破坏。
在这里，本文对该问题做了进一步的建模和分析。
●相关概念本模型中我们首先引入了一些相关生物学概念：现存量(Standing crops)是指单位面积或体积中所存在生物体的数量或重量，现存量若以个体数表示则可称为丰度(abundance)或（数量）密度（Density），本文记之为p，单位为ind/L；若以重量表示则可称为生物量（Biomass），单位为mg/L。
在大自然中，每个生物种群都有其最适宜的生存空间。
一旦该生存空间遭破坏，被缩小或毁灭，必定使该种生物数量减少甚至消失。
本题中，塑料颗粒作为太平洋海域的外来入侵物体，挤占原来水域浮游生物的生存空间，破坏其原来保持的平衡，导致该水域浮游生物数量和种类的减少。
为描述这一过程，本文定义如下几个概念：浮游生物生存空间：浮游生物均匀分布的水中，平均每个浮游生物个体所占有的生存空间体积，记为v f。
浮游生物最小生存空间：一个浮游生物个体正常生存所需的最小空间容量，记为v f0。
塑料颗粒活动空间：塑料颗粒均匀分布的水中，平均每个塑料颗粒个体所占有的空间体积，记为v p。
浮游生物丰度（数量密度）：单位体积的水中浮游生物的数量，记为p f。
