塑料污染

圖片來源：Pixabay

撒哈拉沙漠等地的塵埃顆粒被風(fēng)吹起，漂浮到全球各地，然后落到地面上。人類所丟棄的塑料在環(huán)境中被分解成細(xì)小碎片后，也會漂浮在大氣中?，F(xiàn)在，科學(xué)家們進(jìn)一步了解了這些遍布全球的微塑料是如何在當(dāng)?shù)丶伴L距離范圍內(nèi)移動的。

研究人員花了一年多的時(shí)間從美國西部11個(gè)國家公園和荒地收集微塑料。他們分別研究了在干燥天氣沉淀下來的顆粒，以及那些隨著雨水或降雪一起落下的顆粒。6月11日發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上的一項(xiàng)研究結(jié)果，不僅揭示了微塑料移動的方式，還揭示了問題的嚴(yán)重性：每年至少有1000公斤微塑料（相當(dāng)于1.2億至3億個(gè)塑料水瓶）落在美國西部的保護(hù)區(qū)里。這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家們更加關(guān)注微塑料污染對環(huán)境和人類健康的潛在影響。蘇格蘭思克萊德大學(xué)（University of Strathclyde in Scotland）微塑料研究員Steve Allen說：“我們本不應(yīng)該吸入這些微塑料?！盇llen沒有參與這項(xiàng)新研究，但他說：“環(huán)境中的微塑料攜帶著各種農(nóng)藥、重金屬和其他所有我們長期以來造出的化學(xué)物質(zhì)，微塑料會把所有這些有害物質(zhì)直接帶入我們的肺部?！?/p>

自20世紀(jì)70年代在海洋中發(fā)現(xiàn)微塑料以來，研究人員幾乎在所有地方都發(fā)現(xiàn)了微塑料：它們可以如米粒般大，也可以比塵埃更??；它們遍布城市、北極雪地、遠(yuǎn)山山頂。如果微塑料出現(xiàn)的地方遠(yuǎn)離人類住所，就表明它們是由風(fēng)吹來的。然而，很少有研究直接調(diào)查這種可能性。

猶他州立大學(xué)（Utah State University）水域研究科學(xué)家、新研究的主要作者Janice Brahney最初準(zhǔn)備著手研究的是灰塵如何攜帶營養(yǎng)物質(zhì)四處飄散而非攜帶著有害物質(zhì)的塑料微粒。但通過顯微鏡，她看到了灰塵碎片中五顏六色的細(xì)末和纖維，于是她重新調(diào)整了工作重點(diǎn)。為了收集微塑料樣本，Brahney的團(tuán)隊(duì)使用了一對3.5加侖（13.2升）的桶，桶上裝有一個(gè)由傳感器觸發(fā)的蓋子。當(dāng)下雨或下雪時(shí)，蓋子會蓋住干燥的桶，讓物質(zhì)進(jìn)入潮濕的桶；當(dāng)天氣干燥時(shí)，蓋子會蓋住濕桶，讓物質(zhì)進(jìn)入干桶。

回到實(shí)驗(yàn)室后，研究人員在顯微鏡下用手清點(diǎn)塑料顆粒，這些塑料以其鮮艷的顏色和不自然的紋理等視覺線索和灰塵及有機(jī)材料區(qū)分開來。該團(tuán)隊(duì)使用傅里葉變換紅外光譜學(xué)方法獨(dú)立估算了微塑料的數(shù)量。為了區(qū)分塑料和其他材料，他們還測量了樣品吸收和發(fā)射紅外光的方式。他們捕捉到的顆粒和纖維來源于地毯、油漆、化妝品、露營裝備等，但主要來自于衣服。衣服在清洗、干燥以及日常使用的過程中都會掉落微纖維。

科學(xué)家們幾乎在他們收集的每個(gè)樣本中都發(fā)現(xiàn)了微塑料?？偟膩碚f，可識別的灰塵顆粒中有4%是塑料。Brahney說：“當(dāng)時(shí)我們立即意識到了事情的嚴(yán)重性。那一刻，我們完全驚呆了?！?/p>

通過分析國家公園和荒地的天氣模式和灰塵積累情況，該團(tuán)隊(duì)可以觀察到附近城市污染的影響，還能更好地理解“塑料循環(huán)”。就像“灰塵循環(huán)”運(yùn)輸灰塵一樣，“塑料循環(huán)”讓合成材料遍布地球。風(fēng)暴期間掉落到地面的微塑料往往更大，而且是在風(fēng)從人口密集地區(qū)吹來時(shí)落地的。這一觀察結(jié)果表明，這些“濕塑料”來源于附近城市。微塑料越大，其落地處就離它們的排放地越近。另一方面，在干燥條件下落地的微塑料較小，但數(shù)量更多。它們還與大氣中較高的氣流相對應(yīng)，說明這些塑料長途跋涉而來。

Allen說，新研究“相當(dāng)顯著地?cái)U(kuò)展了”此前對偏遠(yuǎn)地區(qū)微塑料的研究，包括他和他的妻子Deonie Allen（也在斯特拉斯克萊德大學(xué)就職）去年在《自然·地理科學(xué)》（Nature Geoscience）上發(fā)表的一篇論文。他補(bǔ)充說：“他們做得很好，特別是研究了微塑料的來源，及其所能傳播的距離范圍?！盌eonie Allen沒有參與Brahney的項(xiàng)目，但他說：“干濕微塑料的分離，代表著在大氣條件如何影響這些顆粒的傳播路徑方面，研究人員取得了重要進(jìn)展?！?/p>

對于Brahney和其他人而言，未來的研究將集中于揭示微塑料進(jìn)入大氣層的方式。她說：“對于大氣中所攜帶的物質(zhì)以及這些物質(zhì)是如何移動的，我們只不過才真正開始摸清表象而已?！?/p>

關(guān)于作者

Scott Hershberger

Scott Hershberger是《科學(xué)美國人》（Scientific American）的2020年AAAS大眾媒體研究員。他在圣路易斯華盛頓大學(xué)（Washington University in St. Louis）學(xué)習(xí)物理學(xué)和數(shù)學(xué)。

翻譯：曾雪琪

審校：施懌

引進(jìn)來源：科學(xué)美國人

引進(jìn)鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/thousands-of-tons-of-microplastics-are-falling-from-the-sky/


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