Τα μικροπλαστικά με επιμήκη σχήματα ταξιδεύουν περισσότερο στο περιβάλλον – Physics World

Ερευνητές στις ΗΠΑ έχουν δείξει ότι το σχήμα των μικροπλαστικών ινών τους επιτρέπει να ταξιδεύουν περισσότερο στον αέρα από τις σφαιρικές χάντρες. Σε μια νέα μελέτη, η ομάδα του Πανεπιστημίου Cornell και του Utah State University μοντελοποίησε την τυρβώδη ροή αέρα γύρω από τα μικροπλαστικά σωματίδια και διαπίστωσε ότι το εύρος αυτών των ρύπων στην ατμόσφαιρα είναι πολύ ευαίσθητο στο σχήμα τους. Δουλεύοντας προς τα πίσω από τα ατμοσφαιρικά μοντέλα και τις παρατηρήσεις πεδίου, τα αποτελέσματά τους υποδηλώνουν ότι ο ωκεανός είναι μεγαλύτερη πηγή μικροπλαστικών από ό,τι έχουν δείξει τα προηγούμενα μοντέλα.

Μικροπλαστικά σωματίδια που απελευθερώνονται από βιομηχανικές διεργασίες και την υποβάθμιση αντικειμένων όπως τα μπουκάλια έχουν βρεθεί σχεδόν σε κάθε μέρος του ωκεανού, συμπεριλαμβανομένης της βαθιάς θάλασσας. Πρόσφατα, μικροπλαστικά έχουν επίσης βρεθεί στη στεριά σε υποτιθέμενα παρθένα περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων των Γαλλικών Πυρηναίων. Ωστόσο, σε σύγκριση με τον ωκεανό, η μεταφορά μικροπλαστικών στον αέρα δεν έχει μελετηθεί εκτενώς. Αν και οι επιπτώσεις δεν είναι πλήρως γνωστές, υπάρχει ανησυχία ότι η συσσώρευση μικροπλαστικών θα μπορούσε να διαταράξει τις διαδικασίες του εδάφους και των φυτών και να λειτουργήσει ως φορέας για επιβλαβείς χημικές ουσίες.

Αυτό το έργο ηγήθηκε από Σουολίν Σιάο, μεταδιδάκτορας στο Η ομάδα του Qi Li στο Πανεπιστήμιο Κορνέλ. Ο Xiao και οι συνεργάτες του ήθελαν να μάθουν πώς το σχήμα και το μέγεθος των μικροπλαστικών σωματιδίων επηρεάζει την ατμοσφαιρική μεταφορά τους σε όλη την υδρόγειο. Ο Xiao επέλεξε αυτό το πρόβλημα επειδή τα μικροπλαστικά είναι μακριές ίνες, αλλά οι τρέχουσες προσεγγίσεις τα μοντελοποιούν ως σφαίρες. "Επιβάλλει τόσο θεωρητικές προκλήσεις όσο και προκλήσεις μοντελοποίησης για την παρακολούθηση αυτών σε μεγάλη κλίμακα", λέει ο Xiao.

Οι αναταράξεις ενίσχυσαν τη μεταφορά

Εκτός από τη διάσπαση των καταναλωτικών προϊόντων, τα μικροπλαστικά μπορούν να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα από δρόμους και βιομηχανικές διεργασίες. Έχει επίσης προταθεί ότι ο άνεμος, τα κύματα και ο θαλάσσιος ψεκασμός στην επιφάνεια του ωκεανού μπορεί να μεταφέρουν μικροπλαστικά στην ατμόσφαιρα.

Το πόσο γρήγορα ένα σωματίδιο πέφτει έξω από τον αέρα εξαρτάται από την ισορροπία των αεροδυναμικών και βαρυτικών δυνάμεων. Η ροή ρευστού γύρω από λεπτά αντικείμενα όπως οι μικροπλαστικές ίνες έχει μελετηθεί ευρέως, αλλά η αναταραχή της ατμόσφαιρας αποτελεί μια επιπλέον πρόκληση. Η τυρβώδης ροή ασκεί ροπές στην ίνα, έτσι ο προσανατολισμός της, και επομένως η ταχύτητα καθίζησής της, αλλάζει συνεχώς. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των τυρβωδών δυνάμεων και της αδράνειας της πλαστικής ίνας καθορίζει πόσο περιστρέφεται. Εφαρμόζοντας ροπή στο μοντέλο ροής ρευστού, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια πρόβλεψη για το πόσο καιρό μια δεδομένη μικροπλαστική ίνα θα παρέμενε στον αέρα.

Το μοντέλο διαπίστωσε ότι οι μικροπλαστικές ίνες παρέμειναν στον αέρα περισσότερο από τα σφαιρικά σωματίδια του ίδιου όγκου. Επιπλέον, οι επίπεδες ίνες έπεφταν στο έδαφος έως και τεσσεράμισι φορές πιο αργά από τις στρογγυλές ίνες. Όταν μια ίνα είναι πολύ λεπτή, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια το σχήμα της διατομής και οι ερευνητές τονίζουν ότι αυτό θα μπορούσε να εισάγει σημαντικά σφάλματα στα μοντέλα ατμοσφαιρικής μεταφοράς.

Τα μικροπλαστικά εμφανίζονται παντού

Οι ερευνητές συνδύασαν τα αποτελέσματά τους με μοντελοποίηση και μετρήσεις μεγάλης κλίμακας για να κατανοήσουν πώς μπορούν να μεταφερθούν μικροπλαστικά σε απομακρυσμένες περιοχές. Τα δεδομένα πεδίου ελήφθησαν σε προστατευμένες περιοχές στις ΗΠΑ. Σε κάθε μέρος, μετρήθηκε το μέγεθος, το σχήμα και ο ρυθμός εναπόθεσης μικροπλαστικών. Οι πηγές μικροπλαστικών εντοπίστηκαν χρησιμοποιώντας δεδομένα για τον άνεμο, τον θαλάσσιο ψεκασμό, την υγρασία του εδάφους και τη χρήση γης. Αυτές οι πληροφορίες και η καθίζηση που εξαρτάται από το σχήμα, προστέθηκαν σε ένα υπάρχον μοντέλο κυκλοφορίας ατμοσφαιρικού αέρα. Αυτό ήταν κατάλληλο για τα δεδομένα παρατήρησης, με αποτέλεσμα να προβλεφθεί ποιες πηγές συμβάλλουν περισσότερο στη μεγάλης κλίμακας μεταφορά αερομεταφερόμενων μικροπλαστικών.

Η έρευνα δείχνει ότι οι περισσότερες από τις μικροΐνες στα δείγματα που συλλέχθηκαν προέρχονταν από τον ωκεανό. Αν και υπάρχουν αβεβαιότητες στο μοντέλο, αυτό έρχεται σε αντίθεση με το α προηγούμενη μελέτη που υπέθεσε σφαιρικά σωματίδια και προσδιόρισε τους δρόμους ως τους μεγαλύτερους συνεισφέροντες.

Αυτή η εργασία δείχνει ότι ακόμη και με εξελιγμένα κλιματικά μοντέλα, οι θεωρίες της ατμοσφαιρικής μεταφοράς μικροπλαστικών απαιτούν ακριβή επεξεργασία των διεργασιών μικροκλίμακας. Η Li λέει ότι ελπίζει ότι ο ρόλος της ατμόσφαιρας στον κύκλο ζωής των πλαστικών θα διερευνηθεί περαιτέρω. «Πιστεύουμε ότι ο ωκεανός είναι ο απόλυτος νεροχύτης. Αλλά ίσως είναι στον αέρα, είναι παντού».

Η έρευνα περιγράφεται στο Φύση Γεωεπιστήμη.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/