プラスチックはここ数十年で明らかな汚染物質となり、カメや海鳥を窒息させ、埋め立て地や水路を詰まらせています。 しかし、ここ数年、あまり目立たない問題が浮上しています。 研究者たちは、空気中の小さなプラスチック片が、海の泡の泡や高速道路で回転するタイヤから空に浮き上がることで、将来の気候がどのように変化する可能性があるかについて懸念し始めています.
「これは、人々がまったく考えていなかったものです。プラスチック汚染のもう XNUMX つの側面です」 記事 昨年 XNUMX 月には、プラスチックがどのように雲を変化させ、気温や降雨パターンを変化させる可能性があるかについて、研究者が知っていること (そしてまだわかっていないこと) に焦点を当てました。
水や氷が空気中の「種子」に凝縮すると雲が形成されます。通常は、化石燃料の燃焼、森林火災、料理、または火山によって放出されるほこり、塩、砂、すす、またはその他の物質の小さな粒子です。 空にはこれらの微粒子、つまりエアロゾルが大量に存在し、産業革命以来さらに多くの量が存在し、私たちが呼吸する空気の質から夕焼けの色、雲の数と種類に至るまで、あらゆるものに影響を与えています。私たちの空。
最近まで、化学者が私たちの空気中のネバネバについて考えたとき、プラスチックは思い浮かびませんでした。 濃度は低く、プラスチックはバッグや衣類などの用途向けに撥水するように設計されていることが多く、雲のしずくをまき散らす可能性が低いと彼らは考えました。 しかし、近年の研究により、極小のプラスチック片が雲の種になることがあることが確認されています。 そして、科学者が当初考えていたよりもはるかに多くの粒子が空気中にあります。 これらすべてにより、研究者は、大気の濁りへの潜在的な貢献、そしておそらく将来の気候変動への貢献に目を向けました.
「何十年も前にプラスチックを発明した人々は、さまざまな方法で社会を変革した発明を非常に誇りに思っていました。彼らは、プラスチックが最終的に大気中に浮遊し、地球の気候システムに影響を与える可能性があるとは想像していなかったと思います。」ニュージーランドのカンタベリー大学の大気科学者、Laura Revell 氏は次のように述べています。 「私たちは、人間、生態系、気候にどのような影響があるかをまだ学んでいます。 しかし確かに、私たちがこれまでに知っていることからすると、良くないように見えます。」
世界のプラスチックの年間生産量は、2 年の 1950 万トンから現在では 450 億 XNUMX 万トン以上に急増しています。 そして、この廃棄物が環境に蓄積するという懸念が高まっているにもかかわらず、生産は ランプアップする 減速するのではなく、一部の石油会社は 積み上げる 化石燃料の需要が減少するにつれて、プラスチックの生産能力が低下します。 現在までに 9 億トン以上のプラスチックが生産されており、その約半分が埋立地に送られるか、その他の方法で廃棄されています。 2025 年までに 11 億トンのプラスチックが環境に蓄積されると予測する人もいます。
プラスチックは、土壌、水、作物、海底で発見されています。 そして近年、いくつかの研究で、マイクロプラスチック (長さ 5 ミリメートル未満の断片) とナノプラスチック (約 1,000 ナノメートル未満) が空気を介して長距離輸送されていることが示唆されています。 たとえば、2019年には、研究者 発見 雨や降雪によってピレネー山脈に到達したマイクロプラスチック。 2020 年、ユタ州立大学の Janice Brahney と XNUMX 人の共著者が著名な論文を発表しました。 科学 紙 米国の連邦保護地域に大量のプラスチックが含まれていることが明らかになりました。 Brahney は偶然プラスチックを見つけました。 彼女はリンを探していましたが、地上のフィルターに色とりどりのネバネバが散らばっていることに驚きました。 彼女の研究は、「プラスチックの雨が降っている」という警告の見出しを大量にもたらしました。
Brahney 氏の膨大な米国のデータセットは、モデラーがこのすべてのプラスチックがどこから来たのかを正確に把握するための扉も開きました。 「これは本当に美しいデータ セットです」と、コーネル大学のナタリー マホウォルドは言います。 モデリング作業.
Mahowald は、Brahney がカタログ化したプラスチック濃度を取り上げ、大気パターンと、道路、農業用粉塵、海洋などの既知のプラスチック源に対してマッピングしました。 車道では、 タイヤとブレーキ マイクロプラスチックを空中に飛ばします。 プラスチックは農地で使用されるプラスチックから、また一部は人々がフリースの衣類を洗濯機に放り込むため、農業用粉塵として巻き上げられる、と Mahowald 氏は述べています。廃水は液体から固形物を分離する処理プラントに流れ、結果として生じる生物固形物の約半分が送られます。肥料として使用するために農場に。 海に関しては、マホワルド氏によると、太平洋循環のような場所にあるプラスチックの大きな塊が分解されて微細な破片になり、水面を切り刻んで気泡を破裂させることで表面に浮かび上がり、空中に舞い上がります。
プラスチック片は現在、人間の肺で発見されています。 「私たちは間違いなく今それらを呼吸しています」と科学者は言います.
Mahowald のモデルは、米国西部では、マイクロプラスチックの 84% が道路から、5% が農業用粉塵から、11% が海から発生していると結論付けました。 プラスチックは非常に軽量であるため、直径が数十マイクロメートル (人間の髪の毛の幅) の塊でも、持ち上げて遠くまで飛ばすことができます。 モデルは、このプラスチックの一部が、推定される発生源から数千マイルも離れた場所で発見されたことを明らかにしました。 ピースが小さければ小さいほど、空中に長く留まることができます。
個々のプラスチックの破片は、数時間、数日、または数週間しか空中にとどまらない場合がありますが、非常に多くの量が一貫して飛ばされているため、常に一部が空中に存在しています。 人間の肺. 「私たちは間違いなく今、それらを呼吸しています」と Mahowald 氏は言います。
私たちの空にどれだけのプラスチックが含まれているかを正確に把握することは非常に困難です。 これらの研究のほとんどは、フィルターからプラスチックの破片を苦労して取り出し、顕微鏡で調べて形状と色を推定し、分光技術を使用して元の材料を確認することによって行われます。 ピースが小さいほど、識別が難しくなります。 研究は汚染に悩まされることもあります。たとえば、フリースのセーターを着て実験室に足を踏み入れると、プラスチックのマイクロファイバーが脱落して結果が歪められる可能性があります。
十数近くの研究で、空中浮遊マイクロプラスチック濃度は、西太平洋の立方メートルあたり 0.01 粒子から、ロンドンと北京の立方メートルあたり数千粒子までの範囲にあることが示されています。 より高いレベルを示している都市は、おそらくより汚染されているとレベル氏は述べていますが、これらの研究では、より小さなプラスチック片 (サイズが 10 マイクロメートル未満) を識別できるより感度の高い技術が使用されていたことも事実です。 他の研究では、ロンドンと北京の研究で見つかったプラスチックの約半分を占める、このような小さな破片を見落としていたでしょう。
ラボでの予備テストでは、ボロボロのプラスチック片が強力なクラウドメーカーになる可能性があることが示されています。
空気中のナノプラスチックの濃度は、さらに理解されていません。 現在出回っている数字は、チューリッヒ工科大学のミトラノの同僚で大気化学者のザミン・カンジによると、「かなり過小評価されている」可能性が高いという。
今のところ、空気中のエアロゾル全体に対するプラスチックの割合はごくわずかであるため、プラスチックはエアロゾルの気候への影響にあまり寄与していないとマホワルドは言います。 ロンドンと北京でさえ、プラスチックはエアロゾル全体のXNUMX万分のXNUMXしか占めていないかもしれません。 しかし、プラスチックの生産と環境へのプラスチックの蓄積は増加し続けています。 Mahowald 氏は、「状況は悪化するばかりです」と述べています。
南半球の海のように、汚染の少ない地域では特にそうです、とカンジは言います。 プラスチックは他のより密度の高いエアロゾルよりも遠くまで移動する可能性が高いため、原始的な地域では主要な大気汚染物質になる可能性があります。 Brahney と Mahowald の論文は、現在、プラスチックが地上に着陸する人為起源エアロゾルの 1% 未満を占めていると結論付けていますが、「驚くべきことに」、プラスチック源から風下の海の一部に着陸するエアロゾルの 50% 以上をプラスチックが占める可能性があります。
エアロゾルが気候にどのように影響するかは、気候モデルの重要な問題点であり、詳細の多くはまだわかっていません。 さまざまなエアロゾルが太陽光を反射または吸収することで気候を変化させる可能性があり、これは部分的にその色に依存します。 たとえば、黒い煤は温暖化効果がある傾向がありますが、塩は反射して冷やします。 エアロゾルは地面に着地し、氷や雪のアルベド (反射率) を変化させる可能性があります。
エアロゾルは雲の形成にも影響を与えます。さまざまな断片が、水や氷の小滴をより多く、またはより小さくし、さまざまな高度でさまざまな種類の雲をさまざまな時間持続させることができます。 高度の高い薄い氷の雲は地球の表面をブランケットのように温める傾向があり、高度の低い明るくふわふわした雲は太陽光を反射して地球を冷やす傾向があります。
エアロゾルは微量ですが、気候に大きな影響を与えます。 空に漂う人為起源のエアロゾルは、全体として、産業革命以来、劇的な冷却効果をもたらしてきました (それらがなければ、地球温暖化は 30パーセント50 現在よりも大きい）。 そして、それらは温室効果ガスよりも異常気象に大きく影響します。たとえば、エアロゾルを除去することで地球が温暖化すると、CO2 によって同じ量だけ地球が温暖化するよりも、洪水や干ばつが多く発生します。
レベルと彼女の同僚 刺した マイクロプラスチックが太陽光を反射または吸収することによって温度にどのように影響するかをモデル化しようとする際に、「放射強制力」として知られている計算を行いました。 簡単にするために、彼らはプラスチックは常に透明であると仮定しましたが、それは真実ではありません (そして、より暗い物質はより多くの太陽光を吸収する傾向があります)。また、地球全体の濃度は一律に 1,000 立方メートルあたり XNUMX 個の粒子であり、XNUMX 分の XNUMX のオーダーです。たとえば、ロンドンで測定された濃度よりも。
これらの仮定により、Revell は、放射強制力に対するプラスチックの直接的な影響が「取るに足らないほど小さい」ことを発見しました。 しかし、重要なのは、濃度が100立方メートルあたりXNUMX個の粒子に達すると（すでに多くの場所で発生しています）、プラスチックは、気候変動評価に関する政府間パネルにすでに含まれている一部のエアロゾルとほぼ同じ大きさの放射強制力を持つ可能性があります. つまり、プラスチックが注目されるようになります。 しかし、それらが地球を暖めたり冷やしたりするのかは不明です。
エアロゾルは、雲への影響を通じて気候に大きな影響を与えることがよくあります。 手付かずのプラスチックビーズ、漢字メモ、水をはじくので、雲に影響を与えにくいです。 しかし、プラスチックは空への輸送中に数時間で「老化」する可能性がある、とカンジは言う。磨耗したり、海からの塩分や大気からの他の化学物質を蓄積したりする可能性がある。水好き。 プラスチック片には、氷の形成を助ける隅や割れ目が含まれている場合もあります。
研究室では、Kanji の学生である Omar Girlanda が予備テストを実行し、このようなボロボロの条件下では、プラスチックの破片が強力なクラウドメーカーになる可能性があることを示しています。 「それらのいくつかは、ミネラルダスト粒子と同じくらい優れています」とカンジは言います。
カンジ氏は、プラスチックでひどく汚染された空は、地球の表面を温める傾向のある高高度の氷雲と、地球を冷やす傾向のある低高度の水雲の両方をおそらく作るだろうと言います. どの効果が支配的かは不明です。 「（大気中の）プラスチックの推定が不十分であることを考えると、現時点でそれをモデル化することは意味がありません」と Kanji は言います。 プラスチックは降水パターンにも影響を与える可能性があります。一般に、より汚染された雲は、汚染されていない雲よりも雨が降るまでの時間が長くなり、その後、より激しく雨が降る傾向があると、カンジ氏は言います。
レベルと彼女の同僚は現在、論文の仮定を絞り込み、プラスチックの濃度、色、およびサイズのより現実的な推定値を得るために、より詳細な計算を行っています。 「私たちが知っているのは、問題がすぐになくなるわけではないということだけです」と彼女は言います。 「これらのプラスチックは信じられないほど長寿命です。 それらは崩壊しつつあり、何世紀にもわたって新しいマイクロプラスチックを形成するでしょう. 私たちが取り組んできた問題がどれほど大きいかはわかりません。」
- SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
- Platoblockchain。 Web3メタバースインテリジェンス。 知識の増幅。 こちらからアクセスしてください。
- 情報源： https://www.greenbiz.com/article/microplastics-are-filling-skies-will-they-affect-climate
