微塑料在风中飘扬

大气环流将塑料污染输送到偏远、原始地区,显示了该问题的全球性

在法国比利牛斯山脉维克德索斯地区崎岖的山峰中,唯一可见的人类踪迹是零星的村庄和偶尔的徒步旅行者或滑雪者;这里被认为是原始环境。但即使在这里,科学家们也探测到微小的塑料碎片像人造灰尘一样从空中落下。

一项首创的研究发现,这些颗粒是在风中从至少 100 公里以外的地方吹来的,而且可能远不止这个距离。这清楚地表明,大气传输是塑料污染在地球上传播的又一种方式,即使是偏远地区也不例外。“这表明,这个问题比我们目前认为的要大得多,”图卢兹国立高等农艺学院 (ENSAT) 的研究合著者德奥妮·艾伦说。

这项研究于周一发表在《自然地球科学》杂志上,是少数几项试图测量大气中塑料沉降量的研究之一。这标志着未来几年可能涌现的大量此类研究的第一波浪潮,旨在填补微塑料如何在环境中移动以及人类可能如何接触到它们的图景。


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法国比利牛斯山脉的野外地点,研究人员在此处采集了从大气中落下的微塑料样本。图片来源:德奥妮·艾伦

“以前没人抬头看”

微塑料是从较大的塑料制品(如瓶子和袋子)分解到环境中时脱落的微小碎片,以及合成纤维织物脱落的纤维。它们的尺寸范围很广——从米粒大小到病毒大小——由各种复杂的聚合物和添加的化学物质组成。

大多数检测环境中微塑料的研究都是在海洋中进行的,因为微塑料最初是在海洋中被发现的,但科学家们慢慢意识到它们也存在于淡水系统、土壤和大气中。第一项测量大气中塑料沉降量的研究——在巴黎进行——仅在 2015 年发表。最近对这个问题的关注意味着,关于空气传播塑料的测量数据很少,而且人们对这些数字可能因地点、天气条件和材料最终来源地而异的认识也很少。

艾伦和她的同事知道,在比利牛斯山脉的河流和沉积物中发现了微塑料,但没有人确定其来源。大部分不可能来自当地来源,因为当地人口稀少,工业活动有限,因此艾伦提出了一个关键问题:“为什么我们没有抬头看?”

这就是她和她的同事所做的,他们利用了比利牛斯山脉已有的 атмосферного 测量设备,并进行了为期五个月的采样。他们发现了塑料纤维、薄膜和碎片,所有这些都具有不同的尺寸范围。样品中出现的大多数聚合物是聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯,这些聚合物在袋子和泡沫食品容器等一次性塑料制品中都很常见。

研究人员在样品中发现的塑料纤维的特写图像。图片来源:史蒂夫·艾伦

初步观察

由于这项新研究包括比以前的研究更小的颗粒尺寸,研究人员发现了更多的塑料颗粒;这证实了微塑料研究发现中的一个反复出现的趋势,即颗粒尺寸越小,颗粒数量就越多。当仅比较 2015 年巴黎研究中检查的尺寸范围时,艾伦和她的同事们发现了相似数量的微塑料,考虑到这两项研究截然不同的环境,这出乎意料。这可能意味着这项新研究“为我们提供了世界各地可能普遍存在的微塑料背景水平,”阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所 (AWI) 的海洋生态学家梅兰妮·贝格曼说,她研究微塑料,但没有参与这项新研究。但由于样本是在一个月内平均的,因此可能是比利牛斯山脉的背景水平较低,但会被来自人口稠密地区的微塑料羽流周期性地打断。

该研究没有精确地指出微塑料的来源地,而是使用了大气环流的计算机模型来尝试回溯携带它们的空气——这是第一个这样做的研究。他们只能在区域范围内追踪气团,但能够显示它们的主要来源方向。很明显,相对较小的城镇和村庄不太可能解释他们检测到的所有塑料,这表明最终来源地更远。

样品中发现的白色塑料碎片特写图像。图片来源:史蒂夫·艾伦

伦敦国王学院的微塑料研究员斯蒂芬妮·赖特(未参与这项研究)表示,虽然这种追踪是“重要的一步”,但“你有点需要了解来源才能更好地理解回溯轨迹。”不同的塑料可能来自不同的来源,“气流可能会在移动过程中拾取碎片,”她说。

作者表示,他们的工作只是对更大的空气传播微塑料图景的初步观察。需要来自世界各地更多的样本,以及实验室实验(观察不同形状、类型和尺寸的塑料在不同气象条件下的表现),才能了解情况的全貌,包括人类可能吸入多少微塑料。赖特和贝格曼都有正在进行的研究,分别测量伦敦和北极地区的微塑料沉降量,这些研究将增加更多数据。艾伦和她的同事们也在努力扩大他们的研究范围。ENSAT 和斯特拉斯克莱德大学的合著者史蒂夫·艾伦表示,“在未来几年,我们应该对正在发生的事情有更好的了解。”

安德里亚·汤普森是一位负责环境、能源和地球科学的副编辑。她从事这些问题报道已有 16 年。在加入《大众科学》之前,她是气候中心负责气候科学的高级撰稿人,以及Live Science的记者和编辑,她在Live Science主要负责地球科学和环境方面的报道。她曾主持过小组讨论,包括作为联合国可持续发展媒体区的一部分,并曾接受主要网络的广播和电视采访。她拥有纽约大学科学、健康和环境报道专业的硕士学位,以及佐治亚理工学院大气化学专业的理学学士学位和硕士学位。在 Bluesky 上关注汤普森 @andreatweather.bsky.social

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