Новое исследование анализирует взвешенные в воздухе микропластики в облаках
Частицы пластика размером менее 5 мм называются «микропластиками». Эти крошечные частицы пластика часто обнаруживаются в промышленных стоках или образуются при разрушении более крупных пластиковых отходов. Исследования показывают, что большие количества микропластиков поглощаются или вдыхаются людьми и животными и были обнаружены в различных органах, таких как легкие, сердце, кровь, плацента и фекалии.
Десять миллионов тонн этих пластиковых частиц попадают в океан, выбрасываются с морской пеной и попадают в атмосферу. Это означает, что микропластики, вероятно, стали важным компонентом облаков, загрязняя через «пластиковые осадки» почти всё, что мы едим и пьем. Хотя большинство исследований по микропластикам было сосредоточено на водных экосистемах, лишь немногие изучали их влияние на образование облаков и изменение климата как «взвешенных в воздухе частиц».
В новом исследовании под руководством Хироши Окочи, профессора Университета Васэда, группа японских учёных изучила путь циркуляции взвешенных в воздухе микропластиков (airborne microplastics, AMPs) в биосфере и их негативное влияние на здоровье человека и климат. Их исследование недавно было опубликовано в журнале Environmental Chemistry Letters при участии соавторов Ицзэ Вана из Университета Васэда и Ясухиро Нииды из PerkinElmer Japan Co. Ltd.
«Микропластики в свободной тропосфере переносятся и способствуют глобальному загрязнению. Если проблема "загрязнения воздуха пластиком" не будет решаться проактивно, изменение климата и экологические риски могут стать реальностью, вызывая необратимый и серьёзный ущерб окружающей среде в будущем», — поясняет Окочи.
Для изучения роли этих крошечных пластиковых частиц в тропосфере и атмосферном пограничном слое команда собрала облачную воду с вершины горы Фудзи, юго-восточных предгорий Фудзи (Таробо) и вершины горы Ояма — регионов на высотах от 1300 до 3776 метров. Используя передовые методы визуализации, такие как спектроскопия с ослабленным полным отражением и микроспектроскопия Фурье в инфракрасном диапазоне (µFTIR ATR imaging), исследователи подтвердили наличие микропластиков в облачной воде и изучили их физические и химические свойства.
Они идентифицировали девять различных типов полимеров и один тип каучука в обнаруженных AMPs. Примечательно, что большая часть обнаруженного в образцах полипропилена была деградирована и имела карбонильные (C=O) и/или гидроксильные (OH) группы. Диаметры Ферета этих AMPs варьировались от 7,1 мкм до 94,6 мкм, что является наименьшим размером, наблюдаемым в свободной тропосфере.
Кроме того, в облачной воде в изобилии присутствовали гидрофильные (сродные к воде) полимеры, что указывает на их удаление в качестве «ядер конденсации облаков». Эти находки подтверждают, что AMPs играют ключевую роль в быстром образовании облаков, что в конечном итоге может повлиять на общий климат.
Накопление AMPs в атмосфере, особенно в полярных регионах, может привести к значительным изменениям в экологическом балансе планеты и серьёзной потере биоразнообразия. Окочи заключает: «AMPs деградируют в верхних слоях атмосферы гораздо быстрее, чем на земле, из-за сильного ультрафиолетового излучения, и эта деградация высвобождает парниковые газы и способствует глобальному потеплению. Таким образом, результаты этого исследования могут быть использованы для учёта влияния AMPs в будущих прогнозах глобального потепления».