自20世紀(jì)50年代使用以來，塑料生產(chǎn)呈指數(shù)級增長。由于塑料在海洋環(huán)境中普遍存在，這引起了越來越多的關(guān)注，并且已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了它們對海洋生物和人類健康的影響的證據(jù)。盡管它們普遍存在，但很少有關(guān)于世界海洋中塑料分布和時間趨勢的長期（> 40年）記錄存在。在這里，我們提供了一個新的時間序列，從1957年到2016年，覆蓋超過650萬海里，基于塑料纏繞在拖曳的海洋采樣器上的記錄。這個一致的時間序列提供了一些最早的塑料糾纏記錄，并且是近幾十年來首次證實(shí)開放式海洋塑料的顯著增長。

隨著世界海洋的積累變得明顯，塑料已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，并且突出了潛在的健康風(fēng)險。20世紀(jì)50年代，當(dāng)這些緩慢降解的材料隨時可用且價格合理時，使用人造材料生產(chǎn)網(wǎng)和捕撈產(chǎn)品變得普遍。從那時起，塑料生產(chǎn)迅速增加，用途廣泛，并且突出了許多環(huán)境影響。由于它們的降解時間非常緩慢，塑料已經(jīng)普遍存在并且與海洋健康的影響有關(guān)，例如糾纏，攝入，入侵物種的潛在分散和毒性，以及通過營養(yǎng)水平的污染。塑料碎片的可比較的長期環(huán)境數(shù)據(jù)集很少而且很遠(yuǎn)，海面塑料碎片（特別是大型塑料碎片）的廣泛數(shù)據(jù)幾乎不存在。盡管塑料產(chǎn)量增加及隨之而來的處置，但研究開放式海洋塑料時間序列的研究未能顯示自20世紀(jì)90年代以來的預(yù)期增長。

自1957年以來，連續(xù)浮游生物記錄儀（CPR）在北大西洋和鄰近海域被拖曳了超過650萬海里。CPR的主要目的是記錄遠(yuǎn)洋浮游生物，自1931年以來，它一直使用機(jī)會船進(jìn)行浮游生物。Thompson等利用這一歷史記錄，回顧性地計(jì)算了沿大西洋東北部兩個橫斷面的CPR樣品中的微塑料（塑料<5 mm）的數(shù)量。該研究表明，從1960-70到1980-1990，微塑料顯著增加，但在20世紀(jì)80年代和90年代之間沒有觀察到顯著的趨勢。CPR包括一個魚雷形金屬外殼，圍繞機(jī)械齒輪移動推進(jìn)網(wǎng)狀物收集和儲存浮游生物，這種設(shè)計(jì)和技術(shù)自193118成立以來一直保持一致.CPR被拖出機(jī)會船的背面，例如渡輪和集裝箱船，深度約為7米，速度為10-20節(jié)。從這個意義上說，CPR易于以類似于在地表水中消耗時間的海洋哺乳動物的方式進(jìn)行糾纏。當(dāng)CPR機(jī)制被拖回船上時，機(jī)組人員會報告任何問題，例如糾纏在拖車日志上，這些問題也會在返回CPR維修車間時被注明并報告。

在這里，我們提出了一個從1957年到2016年的一致時間序列，北大西洋和鄰近海域的海洋塑料發(fā)生，以及我們對這些塑料的定位，性質(zhì)和時間趨勢的發(fā)現(xiàn)。該數(shù)據(jù)集介紹了一些最早的開放式海洋塑料糾纏記錄，并證實(shí)了自20世紀(jì)90年代以來開放式海洋塑料的顯著增長。

意見

此處顯示的結(jié)果基于已記錄為在北大西洋和鄰近海域內(nèi)拖曳的每個CPR的牽引日志中的故障的觀察結(jié)果。1957年至2016年（16,725個拖車）的CPR牽引總數(shù)的36％記錄了故障，4％的故障是由于塑性纏結(jié)造成的，1％是由于自然糾纏造成的（詳見方法和補(bǔ)充信息）。如果物品足夠大以便纏繞在CPR上，則認(rèn)為物品為大彈性（塑料> 5 mm）3，并描述了假定的塑料項(xiàng)目（參見每個糾纏描述的補(bǔ)充數(shù)據(jù)1）。

Macroplastics超過記錄

我們的分析顯示自1957年第一次以來CPR上的巨大彈性纏結(jié)增加（圖1）。為了比較非人為的物品，還對自然物品進(jìn)行了文本檢索，例如據(jù)報道纏繞在CPR上的海藻和木材（見方法和補(bǔ)充數(shù)據(jù)2）。雖然兩個數(shù)據(jù)集都存在差距，但在過去的30年中收集的數(shù)據(jù)越來越多，自然項(xiàng)目在CPR中糾纏的情況在整個時間序列中保持一致（圖1a），并且宏觀數(shù)據(jù)之間沒有顯著的相關(guān)性。糾纏和宏觀彈性糾纏（學(xué)生t檢驗(yàn)p值<0.05）。CPR上的宏觀彈性纏繞的發(fā)生顯示出明顯的增加趨勢，從2000年開始有一個數(shù)量級的增加（圖1a，b）。從1957年到2016年糾纏在CPR上的宏觀塑料的記錄具有顯著的正線性趨勢（標(biāo)準(zhǔn)模型I線性回歸）為0.057±0.0066（學(xué)生t檢驗(yàn)p值<0.001，趨勢與零明顯不同），雖然天然物品沒有顯著趨勢（圖1a）。圖1b顯示了20世紀(jì)50年代至60年代和1970年代至80年代之間以及20世紀(jì)90年代和2000年代的宏觀塑料的顯著增長。雖然在我們擁有整個十年的數(shù)據(jù)以確?？杀刃灾拔覀儫o法確定趨勢，但2010年至2016年顯示，與2000年代相比，總的宏觀彈性計(jì)數(shù)沒有顯著變化。

區(qū)域趨勢和海洋垃圾類型

CPR人為糾纏的第一個記錄是在1957年，記錄為冰島東海岸拖網(wǎng)纏繞的記錄器（圖2）。人工糾纏于CPR的第二個最早記錄在1965年被記錄為愛爾蘭西北部的一個塑料袋，這是第一次提到特定的塑料類型與CPR糾纏在一起。在CPR上發(fā)生最大的宏觀碎屑纏繞的區(qū)域位于北海南部（圖2，請參閱補(bǔ)充信息中的補(bǔ)充圖1-4，以了解區(qū)域的趨勢分解）。在北大西洋的開闊海域，主要是網(wǎng)，線和繩索報告（圖2）。CPR絲束記錄中最常報告的大顆粒是線（補(bǔ)充圖5）。術(shù)語線通常被報告為釣魚線，自20世紀(jì)90年代初以來，漁網(wǎng)也是纏繞的主要原因并且在牽引原木中變得更加普遍（圖3，補(bǔ)充圖5和補(bǔ)充數(shù)據(jù)1）。通過搜索以下術(shù)語調(diào)查漁具;釣魚，單絲，拖網(wǎng)和鉤。圖3顯示由于與漁具相關(guān)的漁具引起的纏結(jié)數(shù)量增加，并且記錄的總纏結(jié)的55％來自漁具（參見補(bǔ)充數(shù)據(jù)1）。自2000年以來，還有證據(jù)表明塑料袋的纏結(jié)記錄有所下降（圖3）。應(yīng)用補(bǔ)充圖1中定義的區(qū)域，使用Fathom Matlab工具箱19進(jìn)行非參數(shù)（基于置換）的多變量方差分析（perMANOVA），揭示了兩年之間的顯著關(guān)系（p值<0.05）和垃圾類別的區(qū)域（更多細(xì)節(jié)見方法）。大多數(shù)CPR牽引在北海和大西洋地區(qū)完成，在這些區(qū)域提供了更大的統(tǒng)計(jì)信心（補(bǔ)充圖2）。捕撈相關(guān)塑性糾纏的增加，特別是在北海地區(qū)，對過去二十年中巨型彈性纏結(jié)的增加作出了最顯著的貢獻(xiàn)（補(bǔ)充圖4）。五個區(qū)域中的三個（補(bǔ)充圖1）呈現(xiàn)出巨大彈性纏結(jié)的顯著增加趨勢（學(xué)生t檢驗(yàn)p值<0.001，補(bǔ)充圖3），比斯開灣/伊比利亞海岸和北極地區(qū)給予由于在這些區(qū)域缺乏觀察，這是一個不顯著的趨勢（補(bǔ)充圖2a，e）。相似性百分比（SIMPER）分析19確定了由于捕撈相關(guān)塑料，墊料類型與宏觀彈性計(jì)數(shù)隨時間變化的百分比貢獻(xiàn)率為44.86％，44.67％由于其他（未指定的捕撈）塑料類型，以及10.48％到期到塑料袋。

討論

我們的研究結(jié)果首次證實(shí)了自20世紀(jì)90年代以來預(yù)計(jì)海洋中塑料的顯著增長。從1957年到2016年，我們已經(jīng)顯示出巨型塑料的顯著增長（圖1），這與全球塑料總產(chǎn)量的指數(shù)增長相吻合。有人提出，全球海洋中可能存在塑料物品匯，這可能導(dǎo)致對海面塑料的估計(jì)減少，并對塑料污染產(chǎn)生影響。也許我們能夠顯示預(yù)期增長的原因是因?yàn)檫@項(xiàng)工作的重點(diǎn)是與CPR糾纏在一起的大型塑料項(xiàng)目。應(yīng)該指出的是，這些較大的塑料（大型塑料）在海洋中的紫外光和機(jī)械力作用下分解，導(dǎo)致較小的碎片形成微塑料，因此它們有可能成為各種塑料尺寸的代表。海洋。

關(guān)于海洋塑性發(fā)生的歷史記錄很少，特別是大型塑料的時間序列，最常見的報告源于對海鳥和海龜?shù)臄z入研究。1947年，最早的已知纏繞報告記錄在案，當(dāng)一只鯡魚鷗被一根繩子阻擋時。但是，不確定這根繩子是用塑料還是天然纖維制成的。在這項(xiàng)研究中，我們提出了兩個早期的糾纏記錄，一個是1957年，當(dāng)時拖網(wǎng)纏繞在CPR上，一個是1965年的塑料袋纏結(jié)。拖網(wǎng)纏繞的觀察結(jié)果與20世紀(jì)50年代塑料在捕撈作業(yè)中的廣泛使用同義，因?yàn)樗芰媳忍烊焕w維更經(jīng)濟(jì)，使用效率更高。因此，雖然我們無法確認(rèn)麻線是用塑料制成的，但很可能，正如它在20世紀(jì)50年代后期所記錄的那樣被指定為拖網(wǎng)麻線。1965年纏繞在CPR上的塑料袋的記錄與第一次已知的塑料纏繞和海鳥攝入以及海龜（在20世紀(jì)60年代后期觀察到的記錄）相同。