Nature：你以为你吸入的全是空气？或许还有它……

微塑料，现在被认为是大气中广泛存在的污染物，由于它们体积小、密度低，它们可以随风在地球周围传播。大气气溶胶，如矿物粉尘和其他类型的空气悬浮微粒物质，通过吸收和散射辐射(直接辐射效应)影响地球气候，它们的影响通常用有效辐射强迫(ERF)度量来量化。然而，空气中微塑料的辐射影响及其对全球气候的影响尚不清楚。

在此，来自新西兰埃特伯雷大学的Laura E. Revell等研究者，给出了空气中微塑料的光学特性和直接辐射效应的计算(不包括气溶胶-云相互作用)。相关论文以题为“Direct radiative effects of airborne microplastics”于2021年10月20日发表在Nature上。

自从20世纪50年代开始大规模生产塑料以来，大约有5 Gt的塑料垃圾，堆积在垃圾填埋场或环境中。塑料随着老化而变脆，并可能分解产生微塑料和纳米塑料，通常他们定义为尺寸分别为1 5,000 μm和1 μm的颗粒。

微塑料是水生和陆地环境中普遍存在的污染物，主要来源包括用于制造塑料物品的生产前颗粒或小球，以及用于个人护理产品、研磨清洁产品、油漆和喷砂磨料的微珠。次要来源包括合成纤维、合成橡胶轮胎的灰尘、油漆颗粒和大型塑料的降解，这些塑料由于暴露在紫外线辐射中而变得脆弱。当吸入周围空气时，微塑料和纳米塑料可能会对人类健康造成威胁。

近年来，在世界各地都发现了空气中的微塑料。空气中常见的聚合物包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸和树脂。空气微塑料通常由泵送的空气取样器收集，产生一定的浓度，或者通过收集大气沉降物，产生沉积通量。

图1总结了迄今报告的空气中微塑料的数量浓度。微塑料颗粒(MP) m^-3(西太平洋)的浓度在0.01 MP m^-3(西太平洋)到5650 MP m^-3(中国北京)之间。相比之下，欧洲和东亚地区的总气溶胶数量浓度通常在1×10⁹–1×10¹⁰ m⁻³左右，因此，微塑料在总气溶胶丰度中占相对较小的分量。

需要指出的是，空气微塑料的取样和分析没有标准化的程序存在，不同研究的比较必须谨慎进行。尽管如此，空气中微塑料的测量浓度因取样地点、气象条件和使用的分析方法而不同。

图1. 以前研究报告的空气微塑料浓度

在此，研究者给出了空气中微塑料的光学特性和直接辐射效应的计算(不包括气溶胶-云相互作用)。在当今大气中，空气中微塑料的ERF计算为每平方米0.044±0.399毫瓦，假设表面浓度为每立方米1个微塑料颗粒，垂直分布可达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确定性。假设它们局限于边界层，短波效应占主导地位，微塑料ERF约为−0.746±0.553毫瓦每平方米。与气溶胶辐射相互作用引起的总ERF(0.71至0.14瓦特/平方米)相比，微塑料的ERF很小。然而，塑料产量在过去70年里迅速增长；如果不认真尝试彻底检查塑料生产和废物管理做法，空气中微塑料的丰度和ERF将继续增加。

图2. 微塑料碎片和纤维的光学特性

图3. 空气微塑料的ERF

综上所述，研究者计算出大气中无色素微塑料的ERF为0.044±0.399 mW m⁻²，假设全球平均地表浓度为1 MP m⁻³并存在于整个对流层，或限制在大气边界层时的−0.746±0.554 mW m⁻²。

由于目前缺乏数据而产生不确定性;ERF的大小受微塑料浓度的影响，并且符号受制于波长依赖的折射率的不确定性，而折射率取决于成分和颜色等特性。空气中的微塑料污染，在未来将变得更加严重——不仅微塑料是耐用的，而且，根据目前的生产和废物管理趋势，垃圾填埋场和环境中堆积的塑料数量预计在未来30年将翻一番。

由于塑料会随着年龄的增长而降解，并暴露在紫外线下产生二次微塑料，研究者预计微塑料在未来许多年仍将存在于地球的大气中。在没有认真努力解决微塑料污染的情况下，管理不善的塑料废物可能会对未来的气候产生影响。

未来的研究应该评估微塑料是否在区域上影响气候；人为气溶胶与极端高温的变化有关，微塑料也可能同样影响当地和区域气候。在城市环境中尤其如此，空气中的微塑料已经以每立方米成百上千的微塑料颗粒的速度存在，并且可能已经对当地的大气加热和/或冷却做出了贡献。

所以，同志们，当你在畅快呼吸时，你以为是新鲜的空气，或许还夹杂着塑料微粒……因此，扔掉手中的塑料制品，养成垃圾回收的好习惯，减少使用甚至不用塑料制品，因为，你不知道你哪一天吸入的空气中，可能就含有你在某个时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

原文链接：

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