海洋環(huán)境：一些小改變就能減少傷害海洋動(dòng)物的噪聲污染


虎鯨 圖片來(lái)源：pixabay
根據(jù)一項(xiàng)研究項(xiàng)目新的廣泛評(píng)估，船舶噪音以及其他人類在海洋作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的聲音損害著許多海洋生物的健康。這些發(fā)現(xiàn)于上個(gè)月發(fā)表在Science雜志中，其中談及了一些可行的解決方案，這些方案中有些已經(jīng)在實(shí)施當(dāng)中，這也許可以為我們解決諸如海洋酸化這樣麻煩的問(wèn)題，以及拯救像是生活在南半球的虎鯨、毛伊島海豚、大西洋鱈魚等瀕危動(dòng)物贏得寶貴時(shí)間。
研究人員稱，他們對(duì)超過(guò)500項(xiàng)有關(guān)海洋噪聲污染的研究進(jìn)行了調(diào)查，得到了充分的證據(jù)證明，新的政策以及改變某些行業(yè)慣例，才能夠幫助恢復(fù)支撐著海洋生物和人類繁衍生息的地球海洋聲音環(huán)境的健康。
改變行業(yè)慣例包括降低海上風(fēng)電場(chǎng)噪聲以及使用低壓力的地震勘測(cè)方式進(jìn)行化石燃料礦床搜索，降低螺旋槳噪音的船只設(shè)計(jì)同樣有很大幫助，但這些設(shè)計(jì)造價(jià)高昂而且缺乏廣泛投入使用所需要的法律法規(guī)。與此同時(shí)，研究人員表示，降低船速以及禁止船只駛?cè)牒Ｑ笊鷳B(tài)系統(tǒng)的敏感區(qū)域也能夠減少噪聲所帶來(lái)的影響。
聲音在水下是十分重要的感官刺激，它在水中的傳播速度要比空氣中大得多。許多海洋生物，無(wú)論是鯨魚、仔稚珊瑚魚還是無(wú)脊椎動(dòng)物，都依賴聲音來(lái)導(dǎo)航、進(jìn)食以及繁殖。人造噪音會(huì)影響這些活動(dòng)，并對(duì)動(dòng)物的行為、聽力以及其他身體功能造成負(fù)面影響。但不同于有害的化學(xué)物質(zhì)或者塑料微粒，噪聲并不會(huì)持續(xù)存在于海洋環(huán)境之中。
來(lái)自于沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的生物海洋學(xué)家及海洋生態(tài)學(xué)家，這項(xiàng)研究的主要作者Carlos M. Duarte表示，這也是為什么那些決策者在試圖將地球因人類活動(dòng)所受到的損傷分門別類時(shí)，應(yīng)該首先處理海洋噪聲的問(wèn)題。
他說(shuō)：“海洋噪聲就像是一直待在醫(yī)院的候診室中的病人，而我們需要盡快對(duì)它進(jìn)行手術(shù)?！?br> 該研究的合著者，一位來(lái)自英國(guó)環(huán)境漁業(yè)及水文科學(xué)中心專注于噪聲和生物聲學(xué)研究的科學(xué)家Nathan Merchant表示，一個(gè)好的切入點(diǎn)就是船舶噪音，這是海洋之中最為常見的人造噪音。


船舶噪聲 圖片來(lái)源：pixabay
并未參與到研究中的美國(guó)航運(yùn)商會(huì)的主席Kathy Metcalf表示，近85%的船舶噪聲都由螺旋槳產(chǎn)生，這些噪音主要源于氣穴現(xiàn)象，這是螺旋槳的一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題，它可能引起螺旋槳槳葉上的水流中斷，從而造成能量損失、降低燃料利用率并產(chǎn)生噪音。


螺旋槳產(chǎn)生噪音 圖片來(lái)源：pixabay
但是螺旋槳的氣穴問(wèn)題也有解決辦法。丹麥船運(yùn)公司Maersk在2017年的時(shí)候，斥資超1億美元用于改裝船體，并給11艘貨船安裝了更高效的螺旋槳以節(jié)約燃料。5只改裝后船只進(jìn)行了后續(xù)的聲學(xué)檢測(cè)，噪聲明顯降低了6~8分貝，等同于聲能減少了75%，根據(jù)2012年在《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》發(fā)表的一篇研究顯示，這相當(dāng)于加拿大芬迪灣在九一一事件之后因商業(yè)活動(dòng)驟減而導(dǎo)致的海洋噪聲減少量的總和。
另一未參與該項(xiàng)研究的聯(lián)邦政府部門加拿大交通部的環(huán)境政策制定者M(jìn)ichelle Sanders表示，全面推廣這些降噪設(shè)計(jì)最主要的障礙是成本。美國(guó)航運(yùn)商會(huì)的Metcalf補(bǔ)充道，這是因?yàn)槌四切┫馦aersk這樣的大型公司，其他公司目前都無(wú)法負(fù)擔(dān)進(jìn)行這些改造所需要的花銷。
進(jìn)行新評(píng)估的作者們表示，用于石油和天然氣勘探的地震勘測(cè)方法也有著較大的海洋降噪潛力。2011年，?？松梨诠荆‥xxonMobil）、殼牌公司（Shell）以及法國(guó)能源公司道達(dá)爾公司（Total）共同設(shè)計(jì)、建造并測(cè)試了應(yīng)用于海洋的可控震源系統(tǒng)，該系統(tǒng)是已經(jīng)在陸地投入使用的一項(xiàng)更安靜，并且被證明有效的地震勘測(cè)技術(shù)。
傳統(tǒng)的海洋地震勘測(cè)需要海面上的船只向海底每隔10~12秒發(fā)送壓縮氣體構(gòu)成的微秒脈沖。海洋可控震源系統(tǒng)則是使用連續(xù)、低振幅的信號(hào)波動(dòng)代替了這些脈沖。國(guó)際地球物理承包商協(xié)會(huì)的海洋生物學(xué)家Alex Loureiro表示，測(cè)試結(jié)果顯示可控震源系統(tǒng)并不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)地震勘測(cè)所引起的有害頻率波動(dòng)，它能夠減少勘測(cè)時(shí)長(zhǎng)從而減少海洋生物承受壓力的時(shí)長(zhǎng)，并且降低整體聲音壓力水平，Loureiro同樣并沒有參與到這項(xiàng)研究中來(lái)。法國(guó)能源公司道達(dá)爾公司預(yù)計(jì)將在2023年前投入使用第1批工業(yè)海洋震動(dòng)器。
海上風(fēng)電場(chǎng)的打樁作業(yè)在降噪方面技術(shù)已經(jīng)比較成熟。聲學(xué)氣泡窗簾被廣泛用于降低打樁作業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的噪聲。鋼管樁周圍的多孔管，能夠形成氣泡墻，從而吸收并反射噪聲，有效降噪15分貝。研究合著者新罕布什爾大學(xué)聲學(xué)研究教育中心的聲學(xué)海洋學(xué)家Jennifer Miksis-Olds表示，這相當(dāng)于是減少了95%的聲能。
Miksis-Olds很看好這兩個(gè)解決方法，“他們不僅僅是觸手可及的果實(shí)，而且在這些方面，我們已經(jīng)開始在享用這份美味了。”
研究人員指出，有策略地管制海面交通也能夠減少海洋噪聲，不列顛哥倫比亞的溫哥華弗雷澤港務(wù)局開展的一項(xiàng)自愿項(xiàng)目就是很好的例證。該項(xiàng)目要求船只和拖船在靠近生活在南方瀕臨滅絕的虎鯨的攝食區(qū)域時(shí)繞道航行，并建議大型船只在經(jīng)過(guò)不列顛哥倫比亞西南部特殊海域時(shí)降速航行以減少水下噪聲。
總而言之，各個(gè)地區(qū)需要根據(jù)自己的船只交通、基礎(chǔ)設(shè)施、水下地貌以及當(dāng)?shù)睾Ｑ笊锏木唧w情況來(lái)制定對(duì)應(yīng)的措施。加拿大交通部的Sanders表示，不是所有船只型號(hào)引發(fā)的水下噪聲問(wèn)題都能由同一種方法解決的，針對(duì)巡航艦的方法，有些可能并不適用于貨船，或者解決效力會(huì)大打折扣。
她同時(shí)指出，那些顯而易見的解決方法有可能會(huì)帶來(lái)一些意想不到的后果。比如船只降速通常都能夠達(dá)到降噪效果，但有些船只在低速航行時(shí)卻會(huì)產(chǎn)生更大的噪音。但是正如Sanders所說(shuō)，“科學(xué)研究陳述事實(shí)，提高人們的意識(shí)，就像這篇論文一樣能夠推動(dòng)我們向前發(fā)展”。
撰文：Joseph Polidoro
翻譯：先雨
審校：殷姝雅
引進(jìn)來(lái)源：科學(xué)美國(guó)人
引進(jìn)鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/a-few-fixes-could-cut-noise-pollution-that-hurts-ocean-animals/
本文來(lái)自：環(huán)球科學(xué)


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