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【走塑】美國西部偏遠山區每年累積逾千噸微膠粒 或由風暴、噴射氣流吹至

2020/6/12 — 15:33

最新刊於《科學》的研究表明,美國西部偏遠荒野地區和國家公園每年都可能累積超過 1,000 噸微膠粒,多達四分之一來自地毯、衣服甚至是噴漆的微膠粒可能受附近城市風暴帶至,而其餘的可能來自更遠的地方,顯示微膠粒污染在全球比我們想像中更為普遍。

領導研究的猶他州立大學生物地球化學家 Janice Brahney 形容,我們創造了不會消失的東西,而它們現時已遍佈全球。

Brahney 的研究原本並非追踪塑膠污染問題,團隊想研究風吹塵埃如何為生態系統提供養分。因此,她與美國國家大氣沉降計劃(National Atmospheric Deposition Program)進行試點研究,以在通常採集分析全美雨水的氣象站網絡收集此類灰塵,而這些氣象站主要處於偏遠地區之中。

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Brahney 在觀察美國西部包括大峽谷和約書亞樹國家公園(Joshua Tree National Park)的 11 個偏遠地區的樣本時,發現了顏色鮮豔的微膠粒,但由於分析這些微膠粒的研究並無得到資助,她形容自己過了「非常漫長且壓力很大的一年」每晚與周末檢驗近 1.5 萬個微膠粒樣本,當中大多數的闊度更只有人類頭髮的三分之一。

Brahney 指,微膠粒很多都是細小的纖維,可能來自衣服、地毯和其他紡織品。另外,她又發現了極微細粉塵顆粒,其中約 30% 是顏色鮮豔的球體。她認為,由於這些球體比化妝品或個人護理產品中使用的塑膠珠小,可能是在塗噴過程中釋至大氣的油漆成份。

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部份發現的微膠球體只闊約 40.2 微米
Credit: Janice Brahney

部份發現的微膠球體只闊約 40.2 微米
Credit: Janice Brahney

其餘 70% 的粉塵難以分類,因此團隊以傅里葉轉換紅外光譜(Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR)分析之。 FTIR 是一種用來獲得固體、液體或氣體的紅外線吸收光譜和放射光譜技術,從而可判別受測成份為何種物質。團隊最終發現當中有 4% 為塑膠,比原先估計的不足 1% 多。

透過這些數字,團隊推算每日每平方米保護區有 132 粒微膠粒著陸,每年單在西部國家公園與其他保護區就有逾 1,000 噸微膠粒出現,相當於 3 億個塑膠水樽。

去年美國地質調查局(USGS) 在科羅拉多州八個地點收集雨水樣本,以分析當地氮化合物污染,亦發現雨水樣本超過九成都含有微膠粒,部份只能在顯微鏡放大 20 倍才可被肉眼見到。

不過,過去類似的研究並無找到微膠粒源頭。因此, Brahney 團隊用天氣模型分析各氣象站出現暴風雨前的 48 小時內確定其路徑。團隊發現,在大城市上空或附近經過的風暴比其他風暴所帶的微膠粒更多。數量最多的是經過丹佛的風暴,在最近的洛磯山國家公園氣象站中沉積的微膠粒是從其他方向吹襲公園風暴的 14 倍,而這些微膠粒也大多在乾燥天氣下從空中沉降的,表明風暴的強風將較重微膠粒吹起。

Brahney 指,大部份微膠粒可能來自更遠的地方,是通過風而不是區域性暴雨引入。團隊發現大約 75% 的微膠粒是在乾燥而非陰雨天氣下沉降,微膠粒被風吹起後會因碰撞變小,成為極細的灰塵,可以傳至數千公里外。另外,微膠粒沉降模式顯示噴射氣流的一些影響:海拔較高的地點也往往發現有更多的微膠粒,表明微膠粒可飄到大氣層很高的位置,且可能在全球散播。

Brahney 現正與專門研究粉塵散播的大氣科學家合作,研究微膠粒如何通過大氣移動。她估計,很多微膠粒可能已經存在幾年,甚至幾十年;顆粒可能原先在農田、沙漠或海洋中,然後又被風吹至其他地方成形一個全球「塑膠循環」。

來源:
Science, Plastic dust is blowing into U.S. national parks—more than 1000 tons each year, 11 June 2020

報告:
Brahney, J., Hallerud, M., Heim, E. & et al. (2020). Plastic rain in protected areas of the United States. Science 12 Jun 2020: Vol. 368, Issue 6496, pp. 1257-1260. DOI: 10.1126/science.aaz5819

文/Alan Chiu

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