Microplastics met langwerpige vormen reizen verder in het milieu – Physics World

Onderzoekers in de VS hebben aangetoond dat de vorm van microplasticvezels ervoor zorgt dat ze verder door de lucht kunnen reizen dan bolvormige kralen. In een nieuwe studie modelleerde het team van Cornell University en Utah State University de turbulente luchtstroom rond microplasticdeeltjes en ontdekte dat het bereik van deze verontreinigende stoffen in de atmosfeer zeer gevoelig is voor hun vorm. Terugkijkend op atmosferische modellen en veldwaarnemingen suggereren hun resultaten dat de oceaan een grotere bron van microplastics is dan eerdere modellen hebben aangetoond.

Microplasticdeeltjes die vrijkomen bij industriële processen en de afbraak van voorwerpen zoals flessen zijn in bijna elk deel van de oceaan aangetroffen, inclusief de diepzee. Onlangs zijn er ook microplastics aangetroffen op het land in zogenaamd ongerepte omgevingen, waaronder de Franse Pyreneeën. Vergeleken met de oceaan is het transport van microplastics in de lucht echter niet uitgebreid onderzocht. Hoewel de gevolgen nog niet volledig bekend zijn, bestaat er bezorgdheid dat de accumulatie van microplastics de bodem- en plantprocessen zou kunnen verstoren en zou kunnen fungeren als vector voor schadelijke chemicaliën.

Dit project werd geleid door Shuolin Xiao, een postdoc in Qi Li's groep aan de Cornell-universiteit. Xiao en zijn collega's wilden weten hoe de vorm en grootte van microplasticdeeltjes hun atmosferisch transport over de hele wereld beïnvloeden. Xiao koos voor dit probleem omdat microplastics lange vezels zijn, maar de huidige benaderingen modelleren ze als bollen. “Het brengt zowel theoretische als modelleringsproblemen met zich mee om deze op grote schaal te volgen”, zegt Xiao.

Turbulentie verbeterde transport

Naast de afbraak van consumentenproducten kunnen microplastics ook via wegen en industriële processen in de atmosfeer terechtkomen. Er is ook gesuggereerd dat wind, golven en zeewater aan het oceaanoppervlak microplastics in de atmosfeer kunnen overbrengen.

Hoe snel een deeltje uit de lucht valt, hangt af van de balans tussen aerodynamische en zwaartekrachtkrachten. Vloeistofstroming rond slanke objecten zoals microplasticvezels is uitgebreid bestudeerd, maar de turbulentie van de atmosfeer vormt een extra uitdaging. Turbulente stroming oefent koppels uit op de vezel, waardoor de oriëntatie, en dus de sedimentatiesnelheid, voortdurend verandert. Het samenspel tussen de turbulente krachten en de traagheid van de kunststofvezel bepaalt hoeveel deze roteert. Door koppel in het vloeistofstroommodel te implementeren, ontwikkelden de onderzoekers een voorspelling voor hoe lang een bepaalde microplastic vezel in de lucht zou blijven.

Uit het model bleek dat microplasticvezels langer in de lucht bleven dan bolvormige deeltjes met hetzelfde volume. Bovendien vielen platte vezels tot vier en een half keer langzamer op de grond dan ronde vezels. Wanneer een vezel erg dun is, is het moeilijk om de vorm van de dwarsdoorsnede nauwkeurig te bepalen, en de onderzoekers benadrukken dat dit aanzienlijke fouten zou kunnen introduceren in modellen van atmosferisch transport.

Microplastics duiken overal op

De onderzoekers combineerden hun resultaten met grootschalige modellen en metingen om te begrijpen hoe microplastics naar afgelegen gebieden kunnen worden getransporteerd. Veldgegevens zijn verzameld in beschermde gebieden in de VS. Op elke plaats werden de grootte, vorm en afzettingssnelheid van microplastics gemeten. Bronnen van microplastics werden geïdentificeerd met behulp van gegevens over wind, opspattend zeewater, bodemvocht en landgebruik. Deze informatie en de vormafhankelijke bezinking zijn toegevoegd aan een bestaand model van atmosferische luchtcirculatie. Dit paste bij de observatiegegevens, wat resulteerde in een voorspelling van welke bronnen het meest bijdragen aan het grootschalige transport van microplastics in de lucht.

Uit het onderzoek blijkt dat de meeste microvezels in de verzamelde monsters uit de oceaan kwamen. Hoewel er onzekerheden in het model zitten, staat dit in contrast met a eerdere studie die uitging van bolvormige deeltjes en identificeerde wegen als de grootste bijdrager.

Dit werk laat zien dat zelfs met geavanceerde klimaatmodellen theorieën over het atmosferisch transport van microplastics een nauwkeurige behandeling van microschaalprocessen vereisen. Li zegt dat ze hoopt dat de rol van de atmosfeer in de levenscyclus van plastics verder wordt onderzocht. “Wij denken dat de oceaan de ultieme put is. Maar misschien zijn ze in de lucht, ze zijn overal.”

Het onderzoek is beschreven in Nature Geoscience.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/