塑料已成为一个明显的污染物在最近几十年,令人窒息的海龟和海鸟,堵塞我们的垃圾填埋场和水路。但在刚刚过去的几年里,出现了一个不那么显而易见的问题。研究人员开始关注如何在空中的塑料碎片,漂浮在天空seafoam泡沫或旋转的轮胎在高速公路上,可能改变我们未来的气候。
“这里的人不思考——塑料污染的另一个方面,”苏黎世联邦理工学院大学的丹尼斯Mitrano环境分析化学家说,在瑞士,他撰写的文章去年11月强调研究人员知道,还不知道如何塑料可以改变云,可能改变温度和降雨模式。
云时形成水或冰凝结在空气中“种子”:通常微小颗粒的灰尘、盐、沙子、烟尘,或其他材料由燃烧化石燃料,森林火灾,烹饪,或者火山。有很多这些微粒或气溶胶,天空中,更多的自工业革命以来,他们影响从我们呼吸的空气的质量,日落的颜色,数量和类型的云在天空。
2019年,研究人员发现塑料微粒在比利牛斯山脉,到达通过降雨或降雪。
直到最近,当化学家认为黏性物质的空气,塑料没有跳入我脑海中。浓度很低,他们认为,塑料通常是设计为防水处理等应用程序包或衣服,这可能使他们不太可能种子云滴。但近年来,不仅研究已经证实,微小的塑料碎片可以种子云——有时有力——但他们也旅行几千英里从他们的来源。有很多比科学家原先认为粒子在空气中。这一切了研究者的眼睛他们潜在的贡献大气黑暗,可能对未来的气候变化。
“人民谁发明了塑料那些几十年前,他们非常自豪的发明在许多方面改变了社会,我怀疑他们设想,塑料会漂浮在大气和可能影响全球气候系统,”劳拉·瑞说,坎特伯雷大学的大气科学家在新西兰。“我们仍在学习人类的影响,生态系统,和气候。当然,从目前我们所知道的,它不好看。”
全球塑料年产量从1950年的200万吨猛增到4.5亿多吨。尽管这种浪费也越来越关注环境中的积累,生产加大而不是放缓,一些石油公司建立他们的塑料生产能力对化石燃料的需求下降。到目前为止,超过90亿吨的塑料生产,大约一半去了垃圾填埋场或否则丢弃。一些项目,到2025年,110亿吨塑料会在环境中积累了。
塑料被发现在土壤、水、农作物,在海底。,近年来,一些研究已经表明,塑料微粒(块长度小于5毫米)和nanoplastics(小于大约1000纳米)被带到遥远的地方通过空气。例如,在2019年,研究人员发现塑料微粒在比利牛斯山脉到达通过降雨或降雪。2020年,珍妮丝Brahney犹他州立大学的和四个合作者发表高调科学纸揭示大量的塑料在美国联邦保护区。Brahney发现了塑料是偶然;她一直在寻找磷,但感到惊讶的彩色位粘粘的东西都在她的地面过滤器。她的研究导致了一系列标题警告,“下雨了塑料”。
Brahney广泛的美国数据集也打开门建模找出,确切地说,所有这些塑料来自。“这是一个非常漂亮的数据集,”康奈尔大学的Natalie Mahowald说,是谁干的建模工作。
马浩德Brahney编目和映射他们把塑料浓度对大气模式和塑料的来源,包括公路、农业灰尘,和海洋。在道路上,轮胎和刹车向空中扔塑料微粒。塑料风在农业灰尘,Mahowald指出,部分塑料用于农田和部分原因是人们将羊毛衣服扔进洗衣机:处理厂的污水流动分离固体和液体,和由此产生的有机固体残得到一半送到农场用作肥料。至于海洋,马霍瓦尔德说,大团的塑料在太平洋环流降解成微小的碎片,然后浮到海面,鞭打到空中切水和气泡破裂。
塑料碎片,现在发现在人类肺部。“我们肯定呼吸他们现在,”一位科学家说。
马霍瓦尔德的模型得出的结论是,在美国西部,84 percent of microplastics were coming from roads, 5 percent from agricultural dust, and 11 percent from the oceans. Plastic is so lightweight that even chunks tens of micrometers across — the width of a human hair — can be lofted and blown great distances. The model revealed that some of this plastic was found thousands of miles from its presumed source. The smaller the pieces, the longer they can stay aloft.
虽然个人的塑料在空气中停留几小时,几天,或数周,有那么多被踢出奇一致,空气中总是有一些:足够的塑料碎片也发现人类的肺。“我们肯定呼吸他们现在,”马霍瓦尔德说。
工作多少塑料在我们的天空是极其困难的。这些研究大多通过精心取笑的塑料过滤器,检查他们在显微镜下得到一个估计的形状和颜色,然后利用光谱技术来证实他们的原始材料。块越小,越难识别。研究也可以受到污染:走进实验室穿着一件羊毛毛衣,例如,可以用塑料微纤维脱落倾斜的结果。
近12个研究显示机载塑料微粒浓度从0.01粒子间每立方米在西太平洋几千粒子每立方米在伦敦和北京。城市展示高水平可能是真的更多的污染,瑞沃说,但这也是事实,这些研究使用了一个更加精准的技术,我们可以确定小的塑料(小于10微米大小)。其他的研究将会错过这样的小块,使塑料一半发现在伦敦和北京的研究。
塑料微粒颗粒。a-ts除股票的照片
浓度的机载nanoplastics被理解的更少。大气化学家说,今天的数字漂浮Zamin汉字,Mitrano瑞士苏黎世联邦理工学院的的同事可能会“大大低估了”。
目前,塑料的比例占总空气气溶胶很小,所以塑料不是贡献气溶胶气候影响,马霍瓦尔德说。甚至在伦敦和北京、塑料可能只占总气溶胶的1000000。但塑料生产,塑料在环境中积累,不断上升。马霍瓦尔德说,“这是只会变得更糟。”
特别是在污染地区——比如在南半球的海洋,汉字说。因为塑料可能远比其他旅行,密集的气溶胶,它可能成为一个主要空气污染物更原始的地区。Mahowald Brahney和目前的论文得出结论:塑料占不到1%的人为气溶胶降落在地面上,但他们可以“令人担忧的是,”占50%以上的气溶胶降落在海洋的某些部分顺风塑料来源。
气溶胶是如何影响气候一直是一个关键的症结在气候模型,和很多细节仍不得而知。不同气溶胶可以改变气候的反射或吸收阳光,可以靠,部分颜色。黑色烟尘,例如,往往会产生温室效应,而盐反映和冷却。气溶胶可以降落在地上,改变反照率,或反射率的冰雪。
在实验室里,初步试验表明,可以有力cloudmakers遭受重创的塑料碎片。
气溶胶也会影响云的形成:不同的片段可以种子越来越小的水滴或冰,让不同类型的云在不同海拔不同数量的持续时间。高空,薄,冰云倾向于温暖的地球表面就像一条毯子,而低空、明亮和蓬松的云彩往往反映阳光和凉爽的地球。
虽然微小,气溶胶有一个超大的对于气候的影响。人为气溶胶的黑暗天空,总体而言,自工业革命以来急剧冷却效果(没有它们,全球变暖30 - 50%比今天更大)。和他们有更多的影响比温室气体在极端天气:消除气溶胶的全球变暖将会有更多的洪水和干旱,例如,温暖了相同数量的世界比二氧化碳。
瑞和她的同事们了一个刺在试图模型塑料微粒是如何影响温度通过反射或吸收阳光,计算所谓的“辐射强迫。为简单起见,他们认为塑料总是清晰的,即使这不是真的和深色的材料会吸收更多的阳光,和全球统一一个粒子浓度每立方米,这是低于1000倍浓度的测量,说,伦敦。
与假设,发现瑞塑料的直接影响辐射强迫是“小到微不足道。”,但重要的是,如果浓度达到每立方米100粒子(他们已经在许多斑点),塑料可以有相同大小的辐射强迫一些气溶胶已经包括在政府间气候变化专门委员会的评估。换句话说,塑料成为值得注意。但是否温暖,或酷,地球是未知的。
在美国西部航空塑料微粒的来源Brahney et al。
气溶胶对气候往往有更大的影响通过对云的影响。原始塑料珠子,汉字所指出的,排斥水,所以不太可能影响到云。但塑料可以在几小时内“年龄”,说汉字,在其过境天空:它可以擦掉,也可以从海洋中积累的盐和其他化学物质从大气中,所有这些可以使粒子更亲水。塑料碎片也可以包含角落和缝隙,帮助冰的形成。
在实验室里,汉字的学生奥马尔Girlanda运行初步测试表明,在这样的条件下,可以有效cloudmakers塑料碎片。“一些矿物尘粒一样好,”说汉字,“这是最著名的,有效的冰核。”
汉字说天空污染严重的用塑料可能会使两个更高空冰云,倾向于温暖地球的表面,水和低空云层,这往往给地球降温的。这将主导的影响还是未知数。“这没有意义的模型,考虑到贫困估计(大气)塑料,“汉字说。塑料也可以影响降水模式:一般来说,汉字说,云,更污染往往持续时间更长冲进雨比之前少污染云,然后雨更大。
瑞和她的同事现在修削下来的假设在他们的论文中,制定更详细的计算更现实的估计的塑料的浓度,颜色,大小。“我们知道的是,这个问题在短期内不会消失,”她说。“这些塑料非常长寿命。他们打破,他们会形成新的塑料微粒几个世纪。我们不知道有多大问题是我们自己。”
