微塑膠在風中飄揚

大氣環流將塑膠汙染輸送到偏遠、原始地區,顯示了該問題的全球性

在法國比利牛斯山脈維克德索斯地區崎嶇的山峰中,唯一可見的人類蹤跡是零星的村莊和偶爾的徒步旅行者或滑雪者;這裡被認為是原始環境。但即使在這裡,科學家們也探測到微小的塑膠碎片像人造灰塵一樣從空中落下。

一項首創的研究發現,這些顆粒是在風中從至少 100 公里以外的地方吹來的,而且可能遠不止這個距離。這清楚地表明,大氣傳輸是塑膠汙染在地球上傳播的又一種方式,即使是偏遠地區也不例外。“這表明,這個問題比我們目前認為的要大得多,”圖盧茲國立高等農藝學院 (ENSAT) 的研究合著者德奧妮·艾倫說。

這項研究於週一發表在《自然地球科學》雜誌上,是少數幾項試圖測量大氣中塑膠沉降量的研究之一。這標誌著未來幾年可能湧現的大量此類研究的第一波浪潮,旨在填補微塑膠如何在環境中移動以及人類可能如何接觸到它們的圖景。


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法國比利牛斯山脈的野外地點,研究人員在此處採集了從大氣中落下的微塑膠樣本。圖片來源:德奧妮·艾倫

“以前沒人抬頭看”

微塑膠是從較大的塑膠製品(如瓶子和袋子)分解到環境中時脫落的微小碎片,以及合成纖維織物脫落的纖維。它們的尺寸範圍很廣——從米粒大小到病毒大小——由各種複雜的聚合物和新增的化學物質組成。

大多數檢測環境中微塑膠的研究都是在海洋中進行的,因為微塑膠最初是在海洋中被發現的,但科學家們慢慢意識到它們也存在於淡水系統、土壤和大氣中。第一項測量大氣中塑膠沉降量的研究——在巴黎進行——僅在 2015 年發表。最近對這個問題的關注意味著,關於空氣傳播塑膠的測量資料很少,而且人們對這些數字可能因地點、天氣條件和材料最終來源地而異的認識也很少。

艾倫和她的同事知道,在比利牛斯山脈的河流和沉積物中發現了微塑膠,但沒有人確定其來源。大部分不可能來自當地來源,因為當地人口稀少,工業活動有限,因此艾倫提出了一個關鍵問題:“為什麼我們沒有抬頭看?”

這就是她和她的同事所做的,他們利用了比利牛斯山脈已有的 атмосферного 測量裝置,並進行了為期五個月的取樣。他們發現了塑膠纖維、薄膜和碎片,所有這些都具有不同的尺寸範圍。樣品中出現的大多數聚合物是聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯,這些聚合物在袋子和泡沫食品容器等一次性塑膠製品中都很常見。

研究人員在樣品中發現的塑膠纖維的特寫影像。圖片來源:史蒂夫·艾倫

初步觀察

由於這項新研究包括比以前的研究更小的顆粒尺寸,研究人員發現了更多的塑膠顆粒;這證實了微塑膠研究發現中的一個反覆出現的趨勢,即顆粒尺寸越小,顆粒數量就越多。當僅比較 2015 年巴黎研究中檢查的尺寸範圍時,艾倫和她的同事們發現了相似數量的微塑膠,考慮到這兩項研究截然不同的環境,這出乎意料。這可能意味著這項新研究“為我們提供了世界各地可能普遍存在的微塑膠背景水平,”阿爾弗雷德·韋格納極地和海洋研究所 (AWI) 的海洋生態學家梅蘭妮·貝格曼說,她研究微塑膠,但沒有參與這項新研究。但由於樣本是在一個月內平均的,因此可能是比利牛斯山脈的背景水平較低,但會被來自人口稠密地區的微塑膠羽流週期性地打斷。

該研究沒有精確地指出微塑膠的來源地,而是使用了大氣環流的計算機模型來嘗試回溯攜帶它們的空氣——這是第一個這樣做的研究。他們只能在區域範圍內追蹤氣團,但能夠顯示它們的主要來源方向。很明顯,相對較小的城鎮和村莊不太可能解釋他們檢測到的所有塑膠,這表明最終來源地更遠。

樣品中發現的白色塑膠碎片特寫影像。圖片來源:史蒂夫·艾倫

倫敦國王學院的微塑膠研究員斯蒂芬妮·賴特(未參與這項研究)表示,雖然這種追蹤是“重要的一步”,但“你有點需要了解來源才能更好地理解回溯軌跡。”不同的塑膠可能來自不同的來源,“氣流可能會在移動過程中拾取碎片,”她說。

作者表示,他們的工作只是對更大的空氣傳播微塑膠圖景的初步觀察。需要來自世界各地更多的樣本,以及實驗室實驗(觀察不同形狀、型別和尺寸的塑膠在不同氣象條件下的表現),才能瞭解情況的全貌,包括人類可能吸入多少微塑膠。賴特和貝格曼都有正在進行的研究,分別測量倫敦和北極地區的微塑膠沉降量,這些研究將增加更多資料。艾倫和她的同事們也在努力擴大他們的研究範圍。ENSAT 和斯特拉斯克萊德大學的合著者史蒂夫·艾倫表示,“在未來幾年,我們應該對正在發生的事情有更好的瞭解。”

安德里亞·湯普森是一位負責環境、能源和地球科學的副編輯。她從事這些問題報道已有 16 年。在加入《大眾科學》之前,她是氣候中心負責氣候科學的高階撰稿人,以及Live Science的記者和編輯,她在Live Science主要負責地球科學和環境方面的報道。她曾主持過小組討論,包括作為聯合國可持續發展媒體區的一部分,並曾接受主要網路的廣播和電視採訪。她擁有紐約大學科學、健康和環境報道專業的碩士學位,以及佐治亞理工學院大氣化學專業的理學學士學位和碩士學位。在 Bluesky 上關注湯普森 @andreatweather.bsky.social

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