微塑料，現(xiàn)在被認為是大氣中廣泛存在的污染物，由于它們體積小、密度低，它們可以隨風在地球周圍傳播。大氣氣溶膠，如礦物粉塵和其他類型的空氣懸浮微粒物質，通過吸收和散射輻射(直接輻射效應)影響地球氣候，它們的影響通常用有效輻射強迫(ERF)度量來量化。然而，空氣中微塑料的輻射影響及其對全球氣候的影響尚不清楚。

在此，來自新西蘭埃特伯雷大學的Laura E. Revell等研究者，給出了空氣中微塑料的光學特性和直接輻射效應的計算(不包括氣溶膠-云相互作用)。相關論文以題為“Direct radiative effects of airborne microplastics”于2021年10月20日發(fā)表在Nature上。

自從20世紀50年代開始大規(guī)模生產塑料以來，大約有5 Gt的塑料垃圾，堆積在垃圾填埋場或環(huán)境中。塑料隨著老化而變脆，并可能分解產生微塑料和納米塑料，通常他們定義為尺寸分別為1 5,000 μm和1 μm的顆粒。

微塑料是水生和陸地環(huán)境中普遍存在的污染物，主要來源包括用于制造塑料物品的生產前顆?；蛐∏?，以及用于個人護理產品、研磨清潔產品、油漆和噴砂磨料的微珠。次要來源包括合成纖維、合成橡膠輪胎的灰塵、油漆顆粒和大型塑料的降解，這些塑料由于暴露在紫外線輻射中而變得脆弱。當吸入周圍空氣時，微塑料和納米塑料可能會對人類健康造成威脅。

近年來，在世界各地都發(fā)現(xiàn)了空氣中的微塑料。空氣中常見的聚合物包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸和樹脂。空氣微塑料通常由泵送的空氣取樣器收集，產生一定的濃度，或者通過收集大氣沉降物，產生沉積通量。

圖1總結了迄今報告的空氣中微塑料的數(shù)量濃度。微塑料顆粒(MP) m^-3(西太平洋)的濃度在0.01 MP m^-3(西太平洋)到5650 MP m^-3(中國北京)之間。相比之下，歐洲和東亞地區(qū)的總氣溶膠數(shù)量濃度通常在1×10⁹–1×10¹⁰?m^?3左右，因此，微塑料在總氣溶膠豐度中占相對較小的分量。

需要指出的是，空氣微塑料的取樣和分析沒有標準化的程序存在，不同研究的比較必須謹慎進行。盡管如此，空氣中微塑料的測量濃度因取樣地點、氣象條件和使用的分析方法而不同。

圖1. 以前研究報告的空氣微塑料濃度

在此，研究者給出了空氣中微塑料的光學特性和直接輻射效應的計算(不包括氣溶膠-云相互作用)。在當今大氣中，空氣中微塑料的ERF計算為每平方米0.044±0.399毫瓦，假設表面濃度為每立方米1個微塑料顆粒，垂直分布可達10公里高度。

然而，微塑料在地理和垂直分布上存在很大的不確定性。假設它們局限于邊界層，短波效應占主導地位，微塑料ERF約為?0.746±0.553毫瓦每平方米。與氣溶膠輻射相互作用引起的總ERF(0.71至0.14瓦特/平方米)相比，微塑料的ERF很小。然而，塑料產量在過去70年里迅速增長；如果不認真嘗試徹底檢查塑料生產和廢物管理做法，空氣中微塑料的豐度和ERF將繼續(xù)增加。

圖2. 微塑料碎片和纖維的光學特性

圖3. 空氣微塑料的ERF

綜上所述，研究者計算出大氣中無色素微塑料的ERF為0.044±0.399 mW m^?2，假設全球平均地表濃度為1 MP m^?3并存在于整個對流層，或限制在大氣邊界層時的?0.746±0.554 mW m^?2。

由于目前缺乏數(shù)據(jù)而產生不確定性;ERF的大小受微塑料濃度的影響，并且符號受制于波長依賴的折射率的不確定性，而折射率取決于成分和顏色等特性。空氣中的微塑料污染，在未來將變得更加嚴重——不僅微塑料是耐用的，而且，根據(jù)目前的生產和廢物管理趨勢，垃圾填埋場和環(huán)境中堆積的塑料數(shù)量預計在未來30年將翻一番。

由于塑料會隨著年齡的增長而降解，并暴露在紫外線下產生二次微塑料，研究者預計微塑料在未來許多年仍將存在于地球的大氣中。在沒有認真努力解決微塑料污染的情況下，管理不善的塑料廢物可能會對未來的氣候產生影響。

未來的研究應該評估微塑料是否在區(qū)域上影響氣候；人為氣溶膠與極端高溫的變化有關，微塑料也可能同樣影響當?shù)睾蛥^(qū)域氣候。在城市環(huán)境中尤其如此，空氣中的微塑料已經以每立方米成百上千的微塑料顆粒的速度存在，并且可能已經對當?shù)氐拇髿饧訜岷?或冷卻做出了貢獻。

所以，同志們，當你在暢快呼吸時，你以為是新鮮的空氣，或許還夾雜著塑料微?！虼耍拥羰种械乃芰现破?，養(yǎng)成垃圾回收的好習慣，減少使用甚至不用塑料制品，因為，你不知道你哪一天吸入的空氣中，可能就含有你在某個時候使用的塑料制品的微粒……

Revell, L.E., Kuma, P., Le Ru, E.C. et al. Direct radiative effects of airborne microplastics. Nature 598, 462–467 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03864-x

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https://www.nature.com/articles/s41586-021-03864-x#citeas