塑料污染不仅存在于海洋和土壤中。科学家现在发现，城市空气中漂浮着大量微观塑料，远超早期估计。道路灰尘和降雨在将这些颗粒通过大气移动中起主要作用。这些发现表明，空气可能是塑料污染最重要的途径之一。
塑料的广泛分布使其日益成为研究生物地球化学循环和气候变化的研究人员关注的焦点。即便如此，许多基本问题仍未解决。科学家们仍然缺乏对塑料存在量、来源、在环境中的变化以及最终累积场所的精确测量。这些知识缺口在大气领域尤为明显，主要原因是现有方法难以可靠地检测和分析从微米级到纳米级尺寸的颗粒。
新工具揭示城市空气中的塑料
为了克服这些测量挑战，来自中国科学院地球环境研究所的研究人员开发了一种半自动化微分析技术，旨在量化大气中的塑料颗粒。该方法还能追踪塑料在不同环境路径（包括空气悬浮颗粒、降尘、雨水、雪和灰尘再悬浮）之间的迁移。
该团队在中国的两个主要城市——广州和西安——应用了这种方法。他们的系统依赖于计算机控制的扫描电子显微镜，与传统的人工检查方法相比，减少了人为偏差。这使得研究人员能够在更广的尺寸范围内更一致地识别塑料颗粒。
塑料含量远高于早期估计
使用这种自动化方法，研究人员发现，总悬浮颗粒物和降尘通量中的塑料浓度，比之前使用视觉识别方法（例如，手动SEM-EDX、μ-FTIR或μ-Raman）报告的水平高出二到六个数量级。这些发现表明，早期的研究可能严重低估了空气中塑料的含量。
微塑料和纳米塑料在不同大气路径中的估算迁移量也差异巨大，相差二到五个数量级。这种差异主要由道路灰尘再悬浮和湿沉降驱动。此外，从沉降物中采集的样品所含的塑料颗粒混合物，比从气溶胶或再悬浮灰尘中采集的样品更不均匀。这种模式表明，随着塑料在大气中迁移，颗粒团聚和清除作用增强。
大气塑料为何重要
这项研究首次在复杂的环境样本中检测到小至200纳米的纳米塑料。它还提供了大气中塑料的详细定量图景，而大气仍然是全球塑料循环中最未被了解的储库。
通过阐明塑料如何通过空气迁移、在迁移过程中转化以及最终被清除，这项研究为塑料对气候过程、生态系统健康和人类福祉的潜在影响提供了新的见解。
这些研究成果于1月7日发表在《科学进展》杂志上。