Mikroplastik mit länglichen Formen verbreitet sich weiter in der Umwelt – Physics World

Forscher in den USA haben gezeigt, dass die Form von Mikroplastikfasern es ihnen ermöglicht, sich weiter in der Luft zu bewegen als kugelförmige Perlen. In einer neuen Studie modellierte das Team der Cornell University und der Utah State University den turbulenten Luftstrom um Mikroplastikpartikel und stellte fest, dass die Reichweite dieser Schadstoffe in der Atmosphäre stark von ihrer Form abhängt. Rückblickend auf atmosphärische Modelle und Feldbeobachtungen deuten ihre Ergebnisse darauf hin, dass der Ozean eine größere Quelle für Mikroplastik ist, als frühere Modelle gezeigt haben.

Mikroplastikpartikel, die durch industrielle Prozesse und den Zerfall von Gegenständen wie Flaschen freigesetzt werden, wurden in fast allen Teilen des Ozeans gefunden, auch in der Tiefsee. Kürzlich wurde Mikroplastik auch an Land in vermeintlich unberührten Umgebungen gefunden, darunter in den französischen Pyrenäen. Allerdings ist der Transport von Mikroplastik in der Luft im Vergleich zum Ozean noch nicht umfassend untersucht. Auch wenn die Auswirkungen nicht vollständig bekannt sind, besteht die Sorge, dass die Ansammlung von Mikroplastik Boden- und Pflanzenprozesse stören und als Überträger für schädliche Chemikalien fungieren könnte.

Dieses Projekt wurde geleitet von Shuolin Xiao, ein Postdoc in Qi Lis Gruppe an der Cornell University. Xiao und seine Kollegen wollten wissen, wie sich Form und Größe von Mikroplastikpartikeln auf ihren atmosphärischen Transport rund um den Globus auswirken. Xiao hat sich für dieses Problem entschieden, weil es sich bei Mikroplastik um lange Fasern handelt, aktuelle Ansätze sie jedoch als Kugeln modellieren. „Es stellt sowohl theoretische als auch modelltechnische Herausforderungen dar, diese in großem Maßstab zu verfolgen“, sagt Xiao.

Turbulenzen verstärkten den Transport

Neben dem Abbau von Konsumgütern kann Mikroplastik auch über Straßen und Industrieprozesse in die Atmosphäre gelangen. Es wurde auch vermutet, dass Wind, Wellen und Gischt an der Meeresoberfläche Mikroplastik in die Atmosphäre übertragen könnten.

Wie schnell ein Partikel aus der Luft fällt, hängt vom Gleichgewicht der aerodynamischen Kräfte und der Gravitationskräfte ab. Der Flüssigkeitsfluss um dünne Objekte wie Mikroplastikfasern wurde ausführlich untersucht, aber die Turbulenzen in der Atmosphäre stellen eine zusätzliche Herausforderung dar. Turbulente Strömungen üben Drehmomente auf die Faser aus, sodass sich ihre Ausrichtung und damit ihre Sedimentationsgeschwindigkeit ständig ändern. Das Zusammenspiel der Turbulenzkräfte und der Trägheit der Kunststofffaser bestimmt, wie stark sie rotiert. Durch die Implementierung des Drehmoments in das Fluidströmungsmodell entwickelten die Forscher eine Vorhersage darüber, wie lange eine bestimmte Mikroplastikfaser in der Luft verbleiben würde.

Das Modell ergab, dass Mikroplastikfasern länger in der Luft blieben als kugelförmige Partikel gleichen Volumens. Zudem fielen flache Fasern bis zu viereinhalb Mal langsamer zu Boden als runde Fasern. Wenn eine Faser sehr dünn ist, ist es schwierig, die Querschnittsform genau zu bestimmen, und die Forscher betonen, dass dies zu erheblichen Fehlern in den Modellen des atmosphärischen Transports führen könnte.

Mikroplastik taucht überall auf

Die Forscher kombinierten ihre Ergebnisse mit groß angelegten Modellen und Messungen, um zu verstehen, wie Mikroplastik in entlegene Gebiete transportiert werden kann. Die Felddaten wurden in Schutzgebieten in den USA erhoben. An jedem Ort wurden Größe, Form und Ablagerungsrate von Mikroplastik gemessen. Quellen für Mikroplastik wurden anhand von Daten zu Wind, Gischt, Bodenfeuchtigkeit und Landnutzung identifiziert. Diese Informationen und die formabhängige Setzung wurden zu einem bestehenden Modell der atmosphärischen Luftzirkulation hinzugefügt. Dies wurde an die Beobachtungsdaten angepasst, was zu einer Vorhersage darüber führte, welche Quellen am meisten zum großflächigen Transport von Mikroplastik in der Luft beitragen.

Die Forschung legt nahe, dass die meisten Mikrofasern in den gesammelten Proben aus dem Meer stammten. Obwohl das Modell Unsicherheiten aufweist, steht dies im Gegensatz zu a früheren Studie Dabei ging man von kugelförmigen Partikeln aus und identifizierte Straßen als den größten Beitragszahler.

Diese Arbeit zeigt, dass Theorien zum atmosphärischen Transport von Mikroplastik selbst bei ausgefeilten Klimamodellen eine genaue Behandlung mikroskaliger Prozesse erfordern. Li hofft, dass die Rolle der Atmosphäre im Lebenszyklus von Kunststoffen weiter untersucht wird. „Wir glauben, dass der Ozean die ultimative Senke ist. Aber vielleicht sind sie in der Luft, sie sind überall.“

Die Forschung ist beschrieben in Nature Geoscience.

• SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
• PlatoData.Network Vertikale generative KI. Motiviere dich selbst. Hier zugreifen.
• PlatoAiStream. Web3-Intelligenz. Wissen verstärkt. Hier zugreifen.
• PlatoESG. Kohlenstoff, CleanTech, Energie, Umwelt, Solar, Abfallwirtschaft. Hier zugreifen.
• PlatoHealth. Informationen zu Biotechnologie und klinischen Studien. Hier zugreifen.
• Quelle: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/