Микропластик вытянутой формы распространяется дальше в окружающей среде

Исследователи из США показали, что форма волокон микропластика позволяет им путешествовать в воздухе дальше, чем сферическим шарикам. В новом исследовании команда Корнеллского университета и Университета штата Юта смоделировала турбулентный поток воздуха вокруг частиц микропластика и обнаружила, что диапазон этих загрязнителей в атмосфере очень чувствителен к их форме. Опираясь на атмосферные модели и полевые наблюдения, их результаты показывают, что океан является более крупным источником микропластика, чем показывали предыдущие модели.

Частицы микропластика, образующиеся в результате промышленных процессов и разложения таких предметов, как бутылки, были обнаружены почти во всех частях океана, включая глубокое море. Недавно микропластик также был обнаружен на суше в предположительно нетронутых местах, включая французские Пиренеи. Однако, по сравнению с океаном, перенос микропластика в воздухе изучен недостаточно. Хотя последствия до конца не известны, существуют опасения, что накопление микропластика может нарушить процессы в почве и растениях и стать переносчиком вредных химических веществ.

Этот проект возглавлял Шуолинь Сяо, постдок в Группа Ци Ли в Корнеллском университете. Сяо и его коллеги хотели знать, как форма и размер частиц микропластика влияют на их перенос в атмосфере по всему земному шару. Сяо выбрал эту проблему, потому что микропластик представляет собой длинные волокна, но современные подходы моделируют его как сферы. «Отслеживание этих явлений в больших масштабах сопряжено с проблемами как теоретического, так и моделирования», — говорит Сяо.

Транспорт с усиленной турбулентностью

Помимо разложения потребительских товаров, микропластик может попадать в атмосферу с дорог и промышленных процессов. Также было высказано предположение, что ветер, волны и морские брызги на поверхности океана могут переносить микропластик в атмосферу.

Насколько быстро частица выпадет из воздуха, зависит от баланса аэродинамических и гравитационных сил. Поток жидкости вокруг тонких объектов, таких как волокна микропластика, широко изучается, но турбулентность атмосферы создает дополнительную проблему. Турбулентный поток оказывает на волокно крутящий момент, поэтому его ориентация и, следовательно, скорость седиментации постоянно меняются. Взаимодействие между турбулентными силами и инерцией пластикового волокна определяет, насколько оно вращается. Включив крутящий момент в модель потока жидкости, исследователи спрогнозировали, как долго данное микропластиковое волокно будет оставаться в воздухе.

Модель обнаружила, что волокна микропластика остаются в воздухе дольше, чем сферические частицы того же объема. Кроме того, плоские волокна падали на землю в четыре с половиной раза медленнее, чем круглые. Когда волокно очень тонкое, трудно точно определить форму поперечного сечения, и исследователи подчеркивают, что это может внести существенные ошибки в модели атмосферного переноса.

Микропластик появляется повсюду

Исследователи объединили свои результаты с крупномасштабным моделированием и измерениями, чтобы понять, как микропластик может транспортироваться в отдаленные районы. Полевые данные были получены на охраняемых территориях США. В каждом месте измерялись размер, форма и скорость осаждения микропластика. Источники микропластика были выявлены с использованием данных о ветре, морских брызгах, влажности почвы и землепользовании. Эта информация и оседание в зависимости от формы были добавлены к существующей модели циркуляции атмосферного воздуха. Это соответствовало данным наблюдений, что позволило спрогнозировать, какие источники в наибольшей степени способствуют крупномасштабному переносу микропластика по воздуху.

Исследование предполагает, что большая часть микроволокон в собранных образцах прибыла из океана. Хотя в модели есть неопределенности, это контрастирует с Предыдущее исследование которые предполагали сферические частицы и определили, что дороги вносят наибольший вклад.

Эта работа показывает, что даже при наличии сложных климатических моделей теории атмосферного переноса микропластика требуют точного рассмотрения микромасштабных процессов. Ли говорит, что надеется на дальнейшее изучение роли атмосферы в жизненном цикле пластмасс. «Мы думаем, что океан — это лучший сток. Но, возможно, они витают в воздухе, они повсюду».

Исследование описано в Nature Geoscience.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/