海洋环境：一些小改变就能减少伤害海洋动物的噪声污染


虎鲸 图片来源：pixabay
根据一项研究项目新的广泛评估，船舶噪音以及其他人类在海洋作业时产生的声音损害着许多海洋生物的健康。这些发现于上个月发表在Science杂志中，其中谈及了一些可行的解决方案，这些方案中有些已经在实施当中，这也许可以为我们解决诸如海洋酸化这样麻烦的问题，以及拯救像是生活在南半球的虎鲸、毛伊岛海豚、大西洋鳕鱼等濒危动物赢得宝贵时间。
研究人员称，他们对超过500项有关海洋噪声污染的研究进行了调查，得到了充分的证据证明，新的政策以及改变某些行业惯例，才能够帮助恢复支撑着海洋生物和人类繁衍生息的地球海洋声音环境的健康。
改变行业惯例包括降低海上风电场噪声以及使用低压力的地震勘测方式进行化石燃料矿床搜索，降低螺旋桨噪音的船只设计同样有很大帮助，但这些设计造价高昂而且缺乏广泛投入使用所需要的法律法规。与此同时，研究人员表示，降低船速以及禁止船只驶入海洋生态系统的敏感区域也能够减少噪声所带来的影响。
声音在水下是十分重要的感官刺激，它在水中的传播速度要比空气中大得多。许多海洋生物，无论是鲸鱼、仔稚珊瑚鱼还是无脊椎动物，都依赖声音来导航、进食以及繁殖。人造噪音会影响这些活动，并对动物的行为、听力以及其他身体功能造成负面影响。但不同于有害的化学物质或者塑料微粒，噪声并不会持续存在于海洋环境之中。
来自于沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的生物海洋学家及海洋生态学家，这项研究的主要作者Carlos M. Duarte表示，这也是为什么那些决策者在试图将地球因人类活动所受到的损伤分门别类时，应该首先处理海洋噪声的问题。
他说：“海洋噪声就像是一直待在医院的候诊室中的病人，而我们需要尽快对它进行手术。”
该研究的合著者，一位来自英国环境渔业及水文科学中心专注于噪声和生物声学研究的科学家Nathan Merchant表示，一个好的切入点就是船舶噪音，这是海洋之中最为常见的人造噪音。


船舶噪声 图片来源：pixabay
并未参与到研究中的美国航运商会的主席Kathy Metcalf表示，近85%的船舶噪声都由螺旋桨产生，这些噪音主要源于气穴现象，这是螺旋桨的一个设计问题，它可能引起螺旋桨桨叶上的水流中断，从而造成能量损失、降低燃料利用率并产生噪音。


螺旋桨产生噪音 图片来源：pixabay
但是螺旋桨的气穴问题也有解决办法。丹麦船运公司Maersk在2017年的时候，斥资超1亿美元用于改装船体，并给11艘货船安装了更高效的螺旋桨以节约燃料。5只改装后船只进行了后续的声学检测，噪声明显降低了6~8分贝，等同于声能减少了75%，根据2012年在《英国皇家学会学报B》发表的一篇研究显示，这相当于加拿大芬迪湾在九一一事件之后因商业活动骤减而导致的海洋噪声减少量的总和。
另一未参与该项研究的联邦政府部门加拿大交通部的环境政策制定者Michelle Sanders表示，全面推广这些降噪设计最主要的障碍是成本。美国航运商会的Metcalf补充道，这是因为除了那些像Maersk这样的大型公司，其他公司目前都无法负担进行这些改造所需要的花销。
进行新评估的作者们表示，用于石油和天然气勘探的地震勘测方法也有着较大的海洋降噪潜力。2011年，埃克森美孚公司（ExxonMobil）、壳牌公司（Shell）以及法国能源公司道达尔公司（Total）共同设计、建造并测试了应用于海洋的可控震源系统，该系统是已经在陆地投入使用的一项更安静，并且被证明有效的地震勘测技术。
传统的海洋地震勘测需要海面上的船只向海底每隔10~12秒发送压缩气体构成的微秒脉冲。海洋可控震源系统则是使用连续、低振幅的信号波动代替了这些脉冲。国际地球物理承包商协会的海洋生物学家Alex Loureiro表示，测试结果显示可控震源系统并不会产生传统地震勘测所引起的有害频率波动，它能够减少勘测时长从而减少海洋生物承受压力的时长，并且降低整体声音压力水平，Loureiro同样并没有参与到这项研究中来。法国能源公司道达尔公司预计将在2023年前投入使用第1批工业海洋震动器。
海上风电场的打桩作业在降噪方面技术已经比较成熟。声学气泡窗帘被广泛用于降低打桩作业过程产生的噪声。钢管桩周围的多孔管，能够形成气泡墙，从而吸收并反射噪声，有效降噪15分贝。研究合著者新罕布什尔大学声学研究教育中心的声学海洋学家Jennifer Miksis-Olds表示，这相当于是减少了95%的声能。
Miksis-Olds很看好这两个解决方法，“他们不仅仅是触手可及的果实，而且在这些方面，我们已经开始在享用这份美味了。”
研究人员指出，有策略地管制海面交通也能够减少海洋噪声，不列颠哥伦比亚的温哥华弗雷泽港务局开展的一项自愿项目就是很好的例证。该项目要求船只和拖船在靠近生活在南方濒临灭绝的虎鲸的摄食区域时绕道航行，并建议大型船只在经过不列颠哥伦比亚西南部特殊海域时降速航行以减少水下噪声。
总而言之，各个地区需要根据自己的船只交通、基础设施、水下地貌以及当地海洋生物的具体情况来制定对应的措施。加拿大交通部的Sanders表示，不是所有船只型号引发的水下噪声问题都能由同一种方法解决的，针对巡航舰的方法，有些可能并不适用于货船，或者解决效力会大打折扣。
她同时指出，那些显而易见的解决方法有可能会带来一些意想不到的后果。比如船只降速通常都能够达到降噪效果，但有些船只在低速航行时却会产生更大的噪音。但是正如Sanders所说，“科学研究陈述事实，提高人们的意识，就像这篇论文一样能够推动我们向前发展”。
撰文：Joseph Polidoro
翻译：先雨
审校：殷姝雅
引进来源：科学美国人
引进链接：https://www.scientificamerican.com/article/a-few-fixes-could-cut-noise-pollution-that-hurts-ocean-animals/
本文来自：环球科学


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