Pikliku kujuga mikroplastid rändavad keskkonnas kaugemale – Füüsikamaailm

USA teadlased on näidanud, et mikroplastkiudude kuju võimaldab neil liikuda õhus kaugemale kui kerakujulised helmed. Uues uuringus modelleerisid Cornelli ülikooli ja Utah osariigi ülikooli meeskond mikroplastosakeste ümber turbulentset õhuvoolu ja leidsid, et nende saasteainete hulk atmosfääris on nende kuju suhtes väga tundlik. Atmosfäärimudelitest ja välivaatlustest tagurpidi töötades näitavad nende tulemused, et ookean on suurem mikroplasti allikas, kui varasemad mudelid on näidanud.

Mikroplastiosakesi, mis vabanevad tööstuslike protsesside ja selliste esemete nagu pudelite lagunemise käigus, on leitud peaaegu kõigist ookeani osadest, sealhulgas süvamerest. Hiljuti on mikroplasti leitud ka maismaalt väidetavalt puutumatutes keskkondades, sealhulgas Prantsuse Püreneede mägedes. Ookeaniga võrreldes ei ole aga mikroplasti transporti õhus palju uuritud. Kuigi mõjud ei ole täielikult teada, on muret selle pärast, et mikroplasti kogunemine võib häirida pinnase ja taimede protsesse ning olla kahjulike kemikaalide levitaja.

Seda projekti juhtis Shuolin Xiao, järeldoktor in Qi Li rühm Cornelli ülikoolis. Xiao ja tema kolleegid soovisid teada, kuidas mikroplastiosakeste kuju ja suurus mõjutavad nende atmosfääritransporti kogu maailmas. Xiao valis selle probleemi, kuna mikroplast on pikad kiud, kuid praegused lähenemisviisid modelleerivad neid sfääridena. "Nende laiaulatuslik jälgimine seab nii teoreetilisi kui ka modelleerimisprobleeme, " ütleb Xiao.

Turbulents suurendas transporti

Mikroplast võib lisaks tarbekaupade lagunemisele sattuda atmosfääri teedelt ja tööstusprotsessidest. Samuti on väidetud, et tuul, lained ja merepihud ookeani pinnal võivad mikroplasti atmosfääri kanda.

Kui kiiresti osake õhust välja kukub, sõltub aerodünaamiliste ja gravitatsioonijõudude tasakaalust. Vedeliku voolu õhukeste objektide, nagu mikroplastkiud, ümber on laialdaselt uuritud, kuid atmosfääri turbulents kujutab endast täiendavat väljakutset. Turbulentne vool avaldab kiule pöördemomente, mistõttu selle suund ja seega ka settimiskiirus muutuvad pidevalt. Turbulentsete jõudude ja plastkiu inertsi vastastikune mõju määrab, kui palju see pöörleb. Vedelikuvoolu mudelisse pöördemomenti rakendades töötasid teadlased välja ennustuse, kui kaua konkreetne mikroplastkiud õhku jääb.

Mudel leidis, et mikroplastkiud püsisid õhus kauem kui sama mahuga sfäärilised osakesed. Lisaks langesid lamedad kiud maapinnale kuni neli ja pool korda aeglasemalt kui ümarkiud. Kui kiud on väga õhuke, on raske ristlõike kuju täpselt kindlaks määrata ja teadlased rõhutavad, et see võib atmosfääri transpordi mudelitesse tuua olulisi vigu.

Mikroplasti kerkib kõikjale

Teadlased ühendasid oma tulemused laiaulatusliku modelleerimise ja mõõtmistega, et mõista, kuidas mikroplasti saab kaugematesse piirkondadesse transportida. Põlluandmed võeti USA kaitsealadelt. Igas kohas mõõdeti mikroplasti suurust, kuju ja sadestumise kiirust. Mikroplasti allikad selgitati välja tuule, merepihu, mulla niiskuse ja maakasutuse andmete põhjal. See teave ja kujust sõltuv settimine lisati olemasolevale atmosfääriõhu tsirkulatsiooni mudelile. See sobis vaatlusandmetega, mille tulemusel ennustati, millised allikad aitavad kõige rohkem kaasa õhus leviva mikroplasti suuremahulisele transpordile.

Uuringud näitavad, et suurem osa kogutud proovides leiduvatest mikrokiududest pärines ookeanist. Kuigi mudelis on ebakindlust, on see vastuolus a eelmises uuringus mis eeldas sfäärilisi osakesi ja tuvastas teed suurima panustajana.

See töö näitab, et isegi keerukate kliimamudelite puhul nõuavad mikroplasti atmosfääritranspordi teooriad mikroskaala protsesside täpset käsitlemist. Li ütleb, et ta loodab, et atmosfääri rolli plasti elutsüklis uuritakse veelgi. "Me arvame, et ookean on ülim valamu. Aga võib-olla on nad õhus, nad on kõikjal.

Uuringut kirjeldatakse artiklis Nature Geoscience.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/