一些小的改进可以减少伤害海洋动物的噪音污染

重新设计船舶螺旋桨并安装隔音“帘幕”可以降低扰乱海洋生物的人为噪音音量

Beautiful coral reef.

印度尼西亚巴厘岛阿梅德的珊瑚礁。

根据一项对现有研究的广泛新评估,海洋中的航运噪音和其他人类活动产生的声音会伤害许多海洋物种。该研究结果 本月发表在《科学》杂志上,其中还包括可行的解决方案——一些已经在使用——这些解决方案可以为解决诸如海洋酸化等更棘手的问题争取时间,并有可能挽救诸如南部居民虎鲸、毛伊岛海豚和大西洋鳕鱼等濒危物种的生命。

研究人员表示,他们对 500 多项海洋噪声污染研究的调查为支持新政策和改变行业惯例提供了坚实的证据基础,从而恢复全球海洋声景的健康,造福海洋生物和依赖海洋的人们。

替代方法包括减弱与海上风力发电场相关的噪音,以及对化石燃料矿藏采取较低压力的地震勘探方法。减少螺旋桨噪音的船舶设计也可以提供极大的帮助,但它们成本高昂,缺乏广泛采用的监管支持。与此同时,研究人员表示,降低航运速度并将船只改道避开海洋生态系统的敏感区域可以减轻噪音的影响。


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声音是水下至关重要的感官刺激,它在水中的传播距离比在空气中远得多。从鲸鱼到幼鱼和幼年珊瑚礁鱼类以及无脊椎动物,许多海洋物种都依靠声音进行导航、觅食和繁殖。人为噪音会干扰这些活动,并对动物的行为、听力和其他身体功能产生有害影响。但与有害化学物质和微塑料不同,噪音不会在海洋环境中持续存在。

沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的生物海洋学家和海洋生态学家、该研究的主要作者卡洛斯·M·杜阿尔特表示,这就是为什么寻求对人类活动造成的地球损害进行分类的政策制定者应首先处理海洋噪声。

他说:“海洋噪声一直都在医院的候诊室里。我们需要把噪音从候诊室里清除出去。”

该研究的合著者、英国环境渔业和水产养殖科学中心噪音和生物声学科学家内森·默钱特说,一个好的起点可能是航运噪音,它是海洋中最普遍的人为噪音。

美国航运商会(一个行业贸易组织)的主席凯西·梅特卡夫(她没有参与这项研究)表示,大约 85% 的航运噪音来自螺旋桨。具体而言,这是由空化引起的——螺旋桨设计问题有时会导致水流在叶片上的破裂,并可能导致能量损失、燃油效率低下和噪音。

但是螺旋桨空化是可以修复的。丹麦航运公司马士基在 2017 年花费了超过 1 亿美元,通过改造船体并在其 11 艘集装箱船上安装更高效的螺旋桨来节省燃料。随后,其中五艘船进行了声学测试,噪音降低了 6 到 8 分贝(dB)。这相当于声能减少了 75%——与 9/11 袭击事件后加拿大芬迪湾因商业活动减少而导致海洋噪音减少的情况相当,据2012 年发表在《英国皇家学会学报 B》上的一项研究所述。

但环境政策制定者米歇尔·桑德斯(她在加拿大交通部工作,该部门是联邦政府部门,她不是该研究的作者)表示,采用这些降噪设计的最大障碍是成本。美国航运商会的梅特卡夫补充说,对于除马士基等最大的公司之外的所有公司来说,这些改进目前是难以承受的。

新评估的作者认为,为石油和天然气勘探进行的地震勘探是另一个可能减少海洋声音的领域。2011 年,埃克森美孚、壳牌和法国能源公司道达尔联手设计、建造和测试了一种海上版本的震波——一种更安静、已经在陆地上使用的成熟的地震勘探技术。

传统的海洋地震勘探依赖于从水面船只每隔 10 到 12 秒向海底释放微秒脉冲的压缩空气。海洋震波以连续、低振幅信号的振动取代这些脉冲。国际地球物理承包商协会的海洋生物学家亚历克斯·洛雷罗(他没有参与这项研究)表示,测试表明,震波不会产生传统地震勘探产生的更有害的频率,减少了勘探时间(从而减少了对海洋生物的压力持续时间),并降低了整体声压级。法国能源公司道达尔预计,第一批工业海上振动器船队将于 2023 年投入使用。

一个非常适合减少噪音的领域是海上风力发电场的打桩。隔音气泡幕越来越多地被用于减弱此过程中的声音。带孔的管道围绕着打桩机,吹出一道气泡墙,吸收并折射噪音,将其降低多达 15 分贝。该研究的合著者、新罕布什尔大学声学研究与教育中心的水声海洋学家詹妮弗·米克西斯-奥尔兹表示,这相当于声能减少了约 95%。

米克西斯-奥尔兹对这两种解决方案都持乐观态度。她说:“它们不仅是唾手可得的果实,而且在这些情况下,我们正在吃这些果实。”

研究人员指出,还可以通过战略性地管理水上交通来减轻海洋噪音。一个有希望的例子是温哥华弗雷泽港务局在不列颠哥伦比亚省开发的一项自愿计划。它要求船舶和拖船改道避开濒危南部居民虎鲸的觅食区,并建议大型船舶在不列颠哥伦比亚省西南部特定水域减速,以减少水下噪音。

最终,各个地区需要根据自身的航运交通和基础设施、水下景观以及当地海洋生物来定制解决方案。加拿大交通部的桑德斯表示,没有解决所有类型船舶水下噪音的灵丹妙药。对于游轮来说可行的方法对于集装箱船来说可能不可行或效果不佳。

她指出,看似显而易见的解决方案可能会产生意想不到的后果。减慢船速通常会降低噪音,但有些船只在速度较慢时实际上会更吵。正如桑德斯所说,“像这篇论文一样,讲述故事并提高认识的科学研究将推动我们前进。”

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