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大气中飘浮的微塑料:在全球范围内循环

一项新的研究称,地球的大气层中飘浮着大量的微塑料碎片,随着空气流动甚至能穿越整个大陆。研究人员表示,未来这一环境问题可能会变得更加严重,并可能对人类健康产生严重影响。

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目前学术界对微塑料尚未有准确的定义,但通常认为尺寸小于5毫米的塑料纤维、颗粒或薄膜都可以视为微塑料。此前的研究显示,海洋、瓶装水甚至我们的粪便中都可以找到微塑料颗粒,但截至目前,科学家对所谓“微塑料循环”的大气部分仍知之甚少。

这项新研究指出,地球大气中已经存在数千吨微塑料,其最显著的来源是道路。计算机模型还揭示了微塑料颗粒如何在全球范围内远距离输送,没有任何地方可以免受污染。研究人员表示,这一发现再次表明微塑料是我们这个时代最紧迫的环境问题之一。

“微塑料几乎会破坏所有生态系统,更不用说人类健康了,”该研究的第一作者、美国犹他州立大学的环境科学家詹尼丝•巴拉尼说:“我们才刚开始了解微塑料污染的范围,对其所产生的影响还一无所知。”

就重要性而言,微塑料问题可以与气候变化相当,并且在某种程度上与之交织在一起。“因为塑料正是化石燃料的产物,”詹尼丝说。

进入大气层

为了弄清楚微塑料如何进入和穿过大气层,詹尼丝及其同事在14个月的时间里,在美国西部的多个地点测量了空气颗粒沉降物。根据测量结果,他们估计美国西部上空的大气中大约有1000吨的微塑料

詹尼丝表示,研究小组对他们所发现的微塑料含量感到“非常震惊”。此前研究人员预计城市将是大气中微塑料污染的最大来源,但对这些沉降物颗粒的分析表明,道路是最大的源头:大气中84%的微塑料来自道路。

“考虑到塑料和灰尘一样,需要通过某种物理作用才能进入大气,这就说得通了,”詹尼丝说,“道路以及道路上行驶的汽车——这可能更加重要——提供了将微塑料颗粒输送到大气中的机械能。”

大气中微塑料的其他来源还包括海洋(11%)和农业土壤灰尘(5%),二者都与强风的作用有关。然而,研究人员怀疑,这三种来源在世界其他地区所导致的污染水平很可能并不相同。

在全球循环

利用收集到的数据,研究人员建立了计算机模型,试图弄清楚微塑料如何在全球各地运输,以及哪些地区可能是微塑料含量最高的热点地区,如欧洲、东亚、中东、印度和美国等。“大气是微塑料如此普遍的原因之一,”詹尼丝说,“大气可以将微塑料运输到不同的地方,跨越大洲,去到非常偏远、一般不会受到人类污染的地方。”

研究人员还发现,微塑料颗粒可以在空气中的停留时间为1小时到6.5天,这一上限对于跨大陆运输而言已经足够了。这也意味着,即使像南极洲这样没有直接微塑料来源的偏远地方,也面临着污染的风险。“没有人能免受这种污染源的影响,”詹尼丝说,“我们可以把垃圾运到其他国家,但这些(微塑料)仍然会回来困扰我们。”

此前已有研究指出,海洋已经成为微塑料污染的重灾区,从近海到大洋,从两极到赤道,从海洋表层到海底沉积物,甚至最偏远的极地冰川都检出了微塑料。可以说,微塑料已经遍布了整个海洋系统。在我们日常食用的贝类、鱼类等食物,以及饮用水当中,也发现了微塑料的存在。

接下来的研究

大气中的微塑料问题可能会变得更加严重。“塑料需要一定时间才能分解成我们在大气中看到的微小碎片,”詹尼丝说,“由于我们缺乏有效的方法来处理塑料垃圾,这一问题会越来越复杂,未来可能会有更多的微塑料进入环境当中,然后进入大气。”

詹尼丝指出,了解微塑料的全球移动模式和过程的研究才刚刚开始,接下来一个重要的研究方向是弄清楚空气中的微塑料会如何影响人类健康。“吸入任何颗粒物都可能对健康产生负面影响,”她说,“但截至目前,我们并不知道微塑料的危害是否会大于其他天然气溶胶。”

这项研究于4月12日在线发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

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