來自撒哈拉沙漠等地的塵埃顆粒隨風飄揚，可以漂浮半個地球才落到地面。隨著人類丟棄的塑膠在環境中分解成微小碎片，它們也會在大氣中漂流。現在，科學家們更進一步地瞭解這些環球旅行的微塑膠是如何傳播的——無論是本地傳播還是長途飛行。
研究人員花費了一年多的時間，從美國西部11個國家公園和荒野地區收集微塑膠。他們分別檢查了在乾燥天氣中沉降的顆粒以及隨雨雪一起落下的顆粒。除了揭示微塑膠如何移動之外，週四發表在《科學》雜誌上的結果還揭示了問題的嚴重程度：每年有超過1000公噸的微塑膠——相當於1.2億到3億個塑膠水瓶的重量——落在該國西部地區的保護區土地上。新的發現加劇了科學家們對微塑膠汙染對環境和人類健康的潛在影響的擔憂。“我們不應該吸入這種物質，”蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學的微塑膠研究員史蒂夫·艾倫說，他沒有參與這項新研究。環境中的塑膠“攜帶各種殺蟲劑、重金屬和我們隨著時間推移製造的所有其他化學物質，”他補充道。“它們將直接將這些物質帶入我們的肺部。”
自從20世紀70年代在海洋中被發現以來，微塑膠——其大小可以像米粒一樣大，也可以比灰塵顆粒還小——幾乎在研究人員尋找的任何地方都被發現：在城市中，在北極雪中，在偏遠的山頂上。它們在遠離人類居住區的地方出現，表明它們是由風傳播的。然而，很少有研究直接調查過這種可能性。
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猶他州立大學的水文科學家、這項新研究的主要作者珍妮絲·布拉尼最初的目標是調查灰塵如何攜帶營養物質，而不是塑膠。但是，當她用顯微鏡觀察並在灰塵中看到彩色珠子和纖維後，她重新調整了研究方向。為了收集微塑膠樣本，布拉尼的團隊使用了兩個3.5加侖（13.2升）的水桶，並配有感測器觸發的蓋子。當雨雪落下時，蓋子會蓋住“幹”桶，讓物質進入“溼”桶。在乾燥天氣中，蓋子會蓋住溼桶，讓物質進入幹桶。
回到實驗室後，研究人員在顯微鏡下用手計數塑膠顆粒，使用鮮豔的顏色和不自然的紋理等視覺線索，將它們與灰塵和有機材料區分開來。該團隊使用一種稱為傅立葉變換紅外光譜法的工藝獨立估計了微塑膠的數量，該方法測量樣品吸收和發射紅外光的情況，以區分塑膠和其他材料。他們捕獲的顆粒和纖維最初來自地毯、油漆、化妝品、露營裝備等。但最大的貢獻來自服裝。衣服在洗滌和乾燥以及日常使用過程中會脫落微纖維。
科學家們在他們收集的幾乎每個樣本中都發現了微塑膠。總共，可識別的灰塵顆粒中有4%是塑膠。布拉尼和她的同事們“立即意識到我們所看到事物的嚴重性，”她說。“那一刻真是令人震驚。”
透過分析國家公園和荒野地區的天氣模式和灰塵積累，該團隊可以觀察到附近城市汙染的影響——並且可以更好地理解將合成材料輸送到全球的“塑膠迴圈”，就像“塵埃迴圈”輸送灰塵一樣。在暴風雨期間落到地面的微塑膠往往較大，並且在風從人口稠密地區吹來時到達。這一觀察結果表明，“溼”塑膠來源於附近的城市，並且較大的塑膠在更靠近排放地點的大氣中落下。另一方面，在乾燥條件下落下的微塑膠較小但數量更多。它們也與大氣層較高處的空氣流動相對應，表明這些塑膠已經長途跋涉。
艾倫說，這項新的研究“在很大程度上擴充套件了”之前對偏遠地區微塑膠的研究，包括他和他的妻子迪奧妮·艾倫（Deonie Allen，也在斯特拉斯克萊德大學）去年在《自然地球科學》雜誌上發表的一篇論文。“他們做了一件很好的工作，尤其是在弄清楚它的來源以及它可以傳播的距離方面，”他補充道。未參與布拉尼專案的迪奧妮·艾倫表示，乾溼微塑膠的分離代表著在理解大氣條件如何影響這些顆粒的飛行路徑方面邁出了重要一步。
對於布拉尼和其他人來說，未來的研究將側重於揭示微塑膠進入大氣的方式。“我們才剛剛開始真正觸及大氣中存在什麼以及它是如何移動的表面，”她說。