Pitkänomaiset mikromuovit kulkevat pidemmälle ympäristössä – Physics World

Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat osoittaneet, että mikromuovikuitujen muoto mahdollistaa niiden kulkemisen ilmassa pidemmälle kuin pallomaiset helmet. Uudessa tutkimuksessa Cornellin yliopiston ja Utahin osavaltion yliopiston tiimi mallinsi turbulenttia ilmavirtaa mikromuovihiukkasten ympärillä ja havaitsi, että näiden epäpuhtauksien valikoima ilmakehässä on erittäin herkkä niiden muodolle. Ilmakehämalleista ja kenttähavainnoista taaksepäin tarkasteltuna niiden tulokset viittaavat siihen, että valtameri on suurempi mikromuovin lähde kuin aiemmat mallit ovat osoittaneet.

Teollisissa prosesseissa ja esineiden, kuten pullojen, hajoamisessa vapautuvia mikromuovihiukkasia on löydetty melkein jokaisesta valtameren osasta, myös syvästä merestä. Viime aikoina mikromuoveja on löydetty myös maalta oletettavasti koskemattomissa ympäristöissä, kuten Ranskan Pyreneiden vuoristossa. Valtamereen verrattuna mikromuovin kulkeutumista ilmassa ei kuitenkaan ole tutkittu laajasti. Vaikka vaikutuksia ei täysin tunneta, on huolestuttavaa, että mikromuovien kerääntyminen voi häiritä maaperän ja kasvien prosesseja ja toimia haitallisten kemikaalien levittäjänä.

Tätä projektia johti Shuolin Xiao, postdoc in Qi Lin ryhmä Cornellin yliopistossa. Xiao ja hänen kollegansa halusivat tietää, kuinka mikromuovihiukkasten muoto ja koko vaikuttavat niiden kulkeutumiseen ilmakehässä ympäri maapallon. Xiao valitsi tämän ongelman, koska mikromuovit ovat pitkiä kuituja, mutta nykyiset lähestymistavat mallintavat niitä palloina. "Se asettaa sekä teoreettisia että mallinnushaasteita näiden seuraamiseen suuressa mittakaavassa", Xiao sanoo.

Turbulenssi lisäsi kuljetusta

Kuluttajatuotteiden hajoamisen lisäksi mikromuoveja voi päästä ilmakehään teistä ja teollisuusprosesseista. On myös esitetty, että tuuli, aallot ja merisuihku meren pinnalla voivat siirtää mikromuovia ilmakehään.

Se, kuinka nopeasti hiukkanen putoaa ilmasta, riippuu aerodynaamisten ja gravitaatiovoimien tasapainosta. Nesteen virtausta hoikkien esineiden, kuten mikromuovikuitujen, ympärillä on tutkittu laajasti, mutta ilmakehän turbulenssi muodostaa lisähaasteen. Pyörteinen virtaus kohdistaa vääntömomentteja kuituun, joten sen suunta ja siten sedimentaationopeus muuttuvat jatkuvasti. Turbulenttisten voimien ja muovikuidun inertian välinen vuorovaikutus määrää, kuinka paljon se pyörii. Ottamalla vääntömomentin nestevirtausmalliin tutkijat kehittivät ennusteen, kuinka kauan tietty mikromuovikuitu pysyy ilmassa.

Mallissa havaittiin, että mikromuovikuidut pysyivät ilmassa pidempään kuin saman tilavuuden pallomaiset hiukkaset. Lisäksi litteät kuidut putosivat maahan jopa neljä ja puoli kertaa hitaammin kuin pyöreät kuidut. Kun kuitu on hyvin ohut, poikkileikkauksen muotoa on vaikea määrittää tarkasti, ja tutkijat korostavat, että tämä voi aiheuttaa merkittäviä virheitä ilmakehän kulkumalleihin.

Mikromuoveja ilmaantuu kaikkialle

Tutkijat yhdistivät tulokset laajamittaiseen mallinnukseen ja mittauksiin ymmärtääkseen, kuinka mikromuovia voidaan kuljettaa syrjäisille alueille. Kenttätiedot on otettu suojeltuilta alueilta Yhdysvalloissa. Jokaisessa paikassa mitattiin mikromuovien koko, muoto ja kerrostumisnopeus. Mikromuovien lähteet tunnistettiin tuulen, merisuihkun, maaperän kosteuden ja maankäytön tietojen perusteella. Tämä tieto ja muotoriippuvainen laskeutuminen lisättiin olemassa olevaan ilmakehän ilmankierron malliin. Tämä sopi havaintotietoihin, mikä johti ennusteeseen siitä, mitkä lähteet edistävät eniten ilmassa olevien mikromuovien laajamittaista kuljetusta.

Tutkimus viittaa siihen, että suurin osa kerättyjen näytteiden mikrokuiduista oli peräisin merestä. Vaikka mallissa on epävarmuustekijöitä, tämä on ristiriidassa a edellisen tutkimuksen joka olettaa pallomaisia ​​hiukkasia ja tunnisti tiet suurimmaksi tekijäksi.

Tämä työ osoittaa, että jopa kehittyneillä ilmastomalleilla teoriat mikromuovien kulkeutumisesta ilmakehässä edellyttävät mikromittakaavaisten prosessien tarkkaa käsittelyä. Li sanoo toivovansa, että ilmakehän roolia muovin elinkaaressa tutkitaan lisää. ”Uskomme, että valtameri on lopullinen nielu. Mutta ehkä niitä on ilmassa, niitä on kaikkialla."

Tutkimusta kuvataan Nature Geoscience.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/