具有细长形状的微塑料在环境中传播得更远 – 物理世界

美国研究人员表明，微塑料纤维的形状使它们比球形珠子在空气中传播得更远。 在一项新的研究中，康奈尔大学和犹他州立大学的研究小组模拟了微塑料颗粒周围的湍流气流，发现大气中这些污染物的范围对其形状高度敏感。 从大气模型和现场观测出发，他们的结果表明，海洋是比之前模型显示的更大的微塑料来源。

工业过程释放的微塑料颗粒和瓶子等物体的降解几乎在海洋的每个部分都被发现，包括深海。 最近，在法国比利牛斯山脉等所谓原始环境的陆地上也发现了微塑料。 然而，与海洋相比，微塑料在空气中的传输尚未得到广泛研究。 虽然其影响尚不完全清楚，但人们担心微塑料的积累可能会破坏土壤和植物的生长过程，并成为有害化学物质的载体。

该项目由 肖硕林，一名博士后 李琪组 在康奈尔大学。 肖和他的同事想知道微塑料颗粒的形状和大小如何影响它们在全球范围内的大气传输。 肖选择这个问题是因为微塑料是长纤维，但目前的方法将它们建模为球体。 “大规模追踪这些数据给理论和建模带来了挑战，”肖说。

湍流增强传输

除了消费品的分解之外，微塑料还可以通过道路和工业流程进入大气中。 还有人提出，海洋表面的风、波浪和海浪可能会将微塑料转移到大气中。

颗粒从空气中掉落的速度取决于空气动力和重力的平衡。 微塑料纤维等细长物体周围的流体流动已被广泛研究，但大气的湍流带来了额外的挑战。 湍流对纤维施加扭矩，因此其方向以及沉降速度不断变化。 湍流力和塑料纤维惯性之间的相互作用决定了它的旋转程度。 通过在流体流动模型中应用扭矩，研究人员预测了给定的微塑料纤维将在空气中保留多长时间。

该模型发现，微塑料纤维比相同体积的球形颗粒在空气中停留的时间更长。 此外，扁平纤维落地的速度比圆形纤维慢四倍半。 当纤维非常细时，很难准确确定横截面形状，研究人员强调，这可能会给大气传输模型带来重大误差。

微塑料无处不在

研究人员将他们的结果与大规模建模和测量相结合，以了解微塑料如何被运输到偏远地区。 现场数据是在美国的保护区内获取的。 在每个地方，测量了微塑料的尺寸、形状和沉积速率。 利用风、海水喷雾、土壤湿度和土地利用的数据确定了微塑料的来源。 该信息以及形状相关的沉降被添加到现有的大气空气循环模型中。 这与观测数据相符，从而可以预测哪些来源对空气中微塑料的大规模迁移贡献最大。

研究表明，收集的样本中的大部分微纤维来自海洋。 尽管模型存在不确定性，但这与 以前的研究 假设球形颗粒并确定道路是最大的贡献者。

这项工作表明，即使有复杂的气候模型，微塑料在大气中的传输理论也需要对微观过程进行准确的处理。 李说，她希望进一步研究大气在塑料生命周期中的作用。 “我们认为海洋是最终的汇。 但也许它们就在空气中，无处不在。”

该研究描述于 自然地球科学.

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/microplastics-with-elongated-shapes-travel-further-in-the-environment/