Мікропластик витягнутої форми подорожує далі в навколишньому середовищі – Physics World

Дослідники в США показали, що форма мікропластикових волокон дозволяє їм подорожувати далі в повітрі, ніж сферичні кульки. У новому дослідженні команда Корнельського університету та Університету штату Юта змоделювала турбулентний повітряний потік навколо частинок мікропластику та виявила, що діапазон цих забруднювачів в атмосфері дуже чутливий до їх форми. Відштовхуючись від моделей атмосфери та польових спостережень, їхні результати показують, що океан є більшим джерелом мікропластику, ніж показали попередні моделі.

Частинки мікропластику, що вивільняються промисловими процесами та деградацією об’єктів, таких як пляшки, були виявлені майже в кожній частині океану, включаючи морські глибини. Нещодавно мікропластик також був знайдений на суші в нібито незайманих середовищах, включаючи французькі Піренеї. Однак, порівняно з океаном, транспортування мікропластику в повітрі не було широко вивчено. Хоча вплив не повністю відомий, існує занепокоєння, що накопичення мікропластику може порушити процеси в ґрунті та рослинах і стати переносником шкідливих хімічних речовин.

Керував цим проектом Шуолінь Сяо, постдок в Група Ці Лі в Корнельському університеті. Сяо та його колеги хотіли знати, як форма та розмір мікрочастинок пластику впливають на їх атмосферний транспорт по земній кулі. Сяо вибрав цю проблему, тому що мікропластик — це довгі волокна, але сучасні підходи моделюють їх як сфери. «Відстеження їх у великому масштабі вимагає як теоретичних, так і моделюючих завдань», — каже Сяо.

Транспорт, посилений турбулентністю

Окрім руйнування споживчих товарів, мікропластик може потрапляти в атмосферу з доріг і промислових процесів. Також було припущено, що вітер, хвилі та морські бризки на поверхні океану можуть переносити мікропластик в атмосферу.

Швидкість випадання частинки з повітря залежить від балансу аеродинамічних і гравітаційних сил. Потік рідини навколо тонких об’єктів, таких як мікропластикові волокна, широко вивчався, але турбулентність атмосфери створює додаткову проблему. Турбулентний потік чинить обертальний момент на волокно, тому його орієнтація, а отже, і швидкість осідання постійно змінюються. Взаємодія між турбулентними силами та інерцією пластикового волокна визначає, наскільки воно обертається. Впровадивши крутний момент у модель потоку рідини, дослідники розробили прогноз, як довго дане мікропластикове волокно залишатиметься в повітрі.

Модель виявила, що мікропластикові волокна залишаються в повітрі довше, ніж сферичні частинки того ж об’єму. Крім того, плоскі волокна падали на землю в чотири з половиною рази повільніше, ніж круглі. Коли волокно дуже тонке, важко точно визначити форму поперечного перерізу, і дослідники підкреслюють, що це може внести значні помилки в моделі атмосферного транспорту.

Мікропластик з'являється всюди

Дослідники поєднали свої результати з масштабним моделюванням і вимірюваннями, щоб зрозуміти, як мікропластик можна транспортувати у віддалені райони. Польові дані були отримані в заповідних територіях США. У кожному місці вимірювали розмір, форму та швидкість осадження мікропластику. Джерела мікропластику були визначені за допомогою даних про вітер, морські бризки, вологість ґрунту та землекористування. Ця інформація та залежне від форми осідання були додані до існуючої моделі циркуляції атмосферного повітря. Це відповідало даним спостережень, у результаті чого було передбачено, які джерела найбільше сприяють великомасштабному транспортуванню мікропластику повітрям.

Дослідження показує, що більшість мікроволокон у зібраних зразках походять з океану. Хоча в моделі є невизначеності, це контрастує з a Попереднє дослідження що припустив сферичні частинки та визначив дороги як найбільший внесок.

Ця робота показує, що навіть із складними кліматичними моделями теорії атмосферного транспорту мікропластику вимагають точного розгляду мікромасштабних процесів. Лі сподівається, що роль атмосфери в життєвому циклі пластику буде досліджена далі. «Ми вважаємо, що океан є найбільшою раковиною. Але, можливо, вони в повітрі, вони скрізь».

Дослідження описано в Nature Geoscience.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/