如今,人们对全球空气污染状况的关注度越来越高。 空气中漂浮着大量的微小塑料颗粒,横跨七大洲和四大洋,漂浮在地球上空。 这种环境问题在未来可能会变得更加严重,并可能对人类健康产生严重影响。
在全球大气环流和输送过程中,污染物颗粒不断移动、扩散、沉积在不同的位置。 没有一个地方是没有污染的。 已经有计算机模型揭示了这些微塑料是如何在全球范围内长距离运输的,以及哪些地区可能是微塑料含量最高的热点地区。
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然而,这些计算机模型假设这些塑料颗粒是球形的,忽略了许多微塑料颗粒远非球形的事实,甚至呈现出细长条的形状,有些甚至达到了100微米长,只有2微米宽的绳子的形状。 但微塑料颗粒的形状会极大地影响它们在大气中的轨迹。
最近发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究认为:在估计微塑料颗粒在大气中的运动和沉积时,应充分考虑其不同形状,以便更好地模拟其真实轨迹。
美国康奈尔大学的一个团队开发了一种模型,其中有两种形状的微塑料颗粒,一种是球形的,另一种是细长的条带状,他们用它来研究不同形状和大小的微塑料颗粒在大气中的传输和沉积行为。
研究发现,与相同体积的球形微塑料颗粒相比,细长条状微塑料颗粒的空气动力学粒径要小得多,沉降速率也要低得多。 也就是说,细长的微塑料颗粒条在大气中停留的时间更长,传播得更远。
研究小组还发现,由于从采样中收集的微塑料颗粒在形状和厚度上都不同,它们也有细长的颗粒条,其中一些非常薄,一些非常厚,因此如果考虑到塑料颗粒的厚度,他们估计与球形塑料颗粒相比,塑料颗粒细长条带在大气中的停留时间将增加 4 倍5 倍,那么相应地,移动距离会更远。
大气中微小塑料颗粒的问题可能会越来越严重。 由于缺乏处理塑料垃圾的有效方法,塑料垃圾会在较长的时间内分解成微小的颗粒,并进入土壤、水或大气循环。 未来,更多的微塑料可能会进入我们生活的环境并进入大气层,使问题变得越来越复杂。
以往的研究指出,海洋已成为微塑料颗粒污染最严重的地区,从近海地区到人迹罕至的海洋,从赤道到极地地区,从海洋表面到海底大陆架,从海洋中的动物到海洋中的植物, 所有这些都已在微塑料颗粒中检测到。可以说塑料污染已经渗透到整个海洋系统
对微塑料颗粒全球运动模式和过程的研究才刚刚开始,希望未来有更多的研究成果能帮助我们解决这个问题。
引用
企划与生产
本文是科普中国之星计划的作品。
由中国科协科普部制作。
出品单位:中国科技出版社***、北京中科银河文化传媒***
作者丨曾欣悦,科普创作者评论丨刘璐,华东师范大学化学与分子工程学院教授,博士生导师,主编丨钟艳萍,袁祁(实习生)。