Загрязнение пластиком повсюду. Исследование раскрывает, как он перемещается

Микропластиковые частицы от одноразовых товаров обнаруживаются в природных средах по всему миру, но механизмы их перемещения и накопления изучены плохо. Исследователи из Принстонского университета выявили механизм, с помощью которого микропластик и другие частицы-загрязнители переносятся на большие расстояния через почву и другие пористые среды. Это имеет значение для предотвращения распространения и накопления загрязнителей в источниках пищи и воды.

Исследование, опубликованное в Science Advances 13 ноября, показало, что частицы микропластика застревают при движении в пористых материалах, таких как почва и осадки, но позже высвобождаются и часто продолжают движение на существенно большее расстояние. Ранее считалось, что застрявшие микрочастицы обычно остаются на месте. Ведущий автор работы, Сужит Датта, отметил, что идентификация этого процесса «остановки-и-возобновления» и условий, которые им управляют, является новым знанием.

Команда обнаружила, что частицы выталкиваются, когда скорость потока жидкости через среду остается достаточно высокой. Процессы осаждения (формирования заторов) и эрозии (их разрушения) носят циклический характер. Исследователи протестировали «липкие» и «нелипкие» частицы, соответствующие реальным типам микропластика. Оба типа забивались и высвобождались при достаточном давлении жидкости, различалось лишь место формирования скоплений. Это означает, что даже «липкие» частицы могут распространяться на большие площади.

В эксперименте использовались флуоресцентные полистирольные микрочастицы (из которых состоит пенопласт) и прозрачная пористая среда, имитирующая природные почвы, осадки и водоносные горизонты. Это позволило в реальном времени наблюдать за движением частиц под микроскопом, что раньше было невозможно из-за непрозрачности таких сред.

Полученные данные помогут улучшить параметры моделей для прогнозирования масштабов и локализации загрязнения в различных условиях, а также понять, как микропластик влияет на проницаемость почвы для воды. Принципы исследования применимы и к другим областям — от очистки грунтовых вод с помощью наночастиц до процессов в медицине и промышленности, где частицы движутся и накапливаются в пористых средах.