Mikroplast med langstrakte former reiser videre i miljøet – Physics World

Forskere i USA har vist at formen på mikroplastfibre gjør at de kan reise lenger i luften enn sfæriske perler. I en ny studie modellerte teamet ved Cornell University og Utah State University turbulent luftstrøm rundt mikroplastpartikler og fant at rekkevidden av disse forurensningene i atmosfæren er svært følsomme for formen deres. Når de jobber bakover fra atmosfæriske modeller og feltobservasjoner, tyder resultatene på at havet er en større kilde til mikroplast enn tidligere modeller har vist.

Mikroplastpartikler frigjort av industrielle prosesser og nedbrytning av gjenstander som flasker har blitt funnet i nesten alle deler av havet, inkludert dyphavet. Nylig har mikroplast også blitt funnet på land i antatt uberørte miljøer inkludert de franske Pyreneene. Men sammenlignet med havet har ikke transporten av mikroplast i luften blitt studert mye. Selv om virkningene ikke er fullt kjent, er det bekymring for at akkumulering av mikroplast kan forstyrre jord- og planteprosesser og fungere som en vektor for skadelige kjemikalier.

Dette prosjektet ble ledet av Shuolin Xiao, en postdoktor i Qi Lis gruppe ved Cornell University. Xiao og kollegene hans ønsket å vite hvordan formen og størrelsen på mikroplastpartikler påvirker deres atmosfæriske transport over hele kloden. Xiao valgte dette problemet fordi mikroplast er lange fibre, men dagens tilnærminger modellerer dem som kuler. "Det gir både teoretiske og modelleringsmessige utfordringer å spore disse i stor skala," sier Xiao.

Turbulens forbedret transport

I tillegg til nedbryting av forbrukerprodukter kan mikroplast komme inn i atmosfæren fra veier og industrielle prosesser. Det har også blitt antydet at vind, bølger og sjøsprøyt ved havoverflaten kan overføre mikroplast til atmosfæren.

Hvor raskt en partikkel faller ut av luften avhenger av balansen mellom aerodynamiske og gravitasjonskrefter. Væskestrøm rundt slanke gjenstander som mikroplastfibre har blitt mye studert, men turbulensen i atmosfæren utgjør en ekstra utfordring. Turbulent strømning utøver dreiemomenter på fiberen, så dens orientering, og derfor sedimentasjonshastigheten, endres konstant. Samspillet mellom de turbulente kreftene og tregheten til plastfiberen avgjør hvor mye den roterer. Ved å implementere dreiemoment i væskestrømningsmodellen utviklet forskerne en prediksjon for hvor lenge en gitt mikroplastfiber ville forbli i luften.

Modellen fant at mikroplastfibre holdt seg i luften lenger enn sfæriske partikler med samme volum. I tillegg falt flate fibre til bakken opptil fire og en halv ganger saktere enn runde fibre. Når en fiber er veldig tynn, er det vanskelig å nøyaktig bestemme tverrsnittsformen, og forskerne fremhever at dette kan introdusere betydelige feil i modeller for atmosfærisk transport.

Mikroplast dukker opp overalt

Forskerne kombinerte resultatene med storskala modellering og målinger for å forstå hvordan mikroplast kan transporteres til avsidesliggende områder. Feltdata ble tatt i beskyttede områder i USA. På hvert sted ble størrelsen, formen og avsetningshastigheten til mikroplast målt. Kilder til mikroplast ble identifisert ved hjelp av data om vind, sjøsprøyt, jordfuktighet og arealbruk. Denne informasjonen, og den formavhengige setningen, ble lagt til en eksisterende modell av atmosfærisk luftsirkulasjon. Dette passet til observasjonsdataene, noe som resulterte i en prediksjon av hvilke kilder som bidrar mest til storskala transport av luftbåren mikroplast.

Forskningen tyder på at de fleste mikrofibrene i de innsamlede prøvene kom fra havet. Selv om det er usikkerheter i modellen, står dette i kontrast til en tidligere studie som antok sfæriske partikler og identifiserte veier som den største bidragsyteren.

Dette arbeidet viser at selv med sofistikerte klimamodeller krever teorier om atmosfærisk transport av mikroplast en nøyaktig behandling av prosesser i mikroskala. Li sier at hun håper at atmosfærens rolle i plastens livssyklus vil bli undersøkt nærmere. "Vi tror at havet er den ultimate synken. Men kanskje er de i luften, de er overalt.»

Forskningen er beskrevet i Nature Geoscience.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/