Language
北大西洋大気中のタイヤ摩耗粒子を含むマイクロプラスチック質量負荷の発生と後戻り
ホームページホームページ > ニュース > 北大西洋大気中のタイヤ摩耗粒子を含むマイクロプラスチック質量負荷の発生と後戻り
最新ニュース

北大西洋大気中のタイヤ摩耗粒子を含むマイクロプラスチック質量負荷の発生と後戻り

Jun 25, 2023

Nature Communications volume 14、記事番号: 3707 (2023) この記事を引用

1379 アクセス

13 オルトメトリック

メトリクスの詳細

海洋大気中のタイヤ摩耗粒子 (TWP) を含むマイクロプラスチック (MP) の発生を報告している研究はほとんどなく、そのサイズや発生源に関する入手可能なデータはほとんどありません。 ここでは、海洋大気中の組成とMP質量負荷を評価するためのアクティブエアサンプリングデバイス（低容量および大容量サンプラー）を紹介します。 空気は、ベア島までノルウェーの海岸に沿った調査航海中にサンプリングされました。 サンプルは熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析法で分析され、海洋大気中の MP に関する質量ベースのデータセットが生成されました。 今回我々は、北極圏の遠隔地においても MP が遍在しており、その濃度は最大 37.5 ng m−3 であることを示す。 ポリエチレンテレフタレートのクラスター (最大 1.5 ng m-3) が普遍的に存在しました。 TWP (最大 35 ng m-3) およびポリスチレン、ポリプロピレン、ポリウレタンのクラスター (最大 1.1 ng m-3) も検出されました。 大気輸送および拡散モデルは、海洋および陸地からの排出物から同等に海洋大気中に MP が導入され、海洋が MP の吸収源から供給源に変わることを示唆しています。

最近、空気中のマイクロプラスチック (MP) への関心が高まっています。 大気中の 1 μm ～ 5 mm のサイズ範囲内のこれらの小さなプラスチック粒子を記録する研究が出現しています 1、2、3、4、5。 それでも、大気中の MP 輸送とその海洋-大気間のフラックスは広く知られていません 6。 大気経路のシミュレーションは、顕著な量の陸上のマイクロおよびナノプラスチックが大気を介して海洋環境に輸送されていることを示唆しています6、7、8。 タイヤ摩耗粒子（TWP）の大気輸送に焦点を当てたある研究では、PM2.5（空気力学的直径 ≤ 2.5 μm）サイズ範囲の TWP が、より大きな粒子（PM10、空気力学的直径 <10 μm）よりも大気中に広範囲に分散すると計算されました。 より大きな TWP (PM10 を含む) はホットスポット放出領域の近くに堆積しましたが、PM2.5 サイズ範囲の粒子は極地域にさえ到達したため、海洋大気 MP 汚染を分析する際に非常に関連性の高いサイズ範囲となります8。 参考文献による最近の研究。 MP は海洋に留まるだけでなく、波しぶきや泡の破裂によって海洋大気中に再放出される可能性があることを示唆しています。 さらに 2 つの研究では、MP の海洋再放出が大気 MP の最も重要な発生源であると考えられており、世界の年間排出量が 80 万トンを超えることが示されています 7,10。

現在では、あらゆる種類の粒子、繊維、および合成由来の破片、摩耗したポリマーベースのペイントフレークおよび TWP が MP11 の定義に含まれています。 最も使用されるポリマーは、ポリエチレン (PE)、ポリプロピレン (PP)、ポリスチレン (PS)、ポリ (エチレン テレフタレート) (PET)、ポリ (塩化ビニル) (PVC)、ポリカーボネート (PC)、ポリ (メチル メタクリレート) の熱可塑性ポリマーです。 ) (PMMA)、およびポリアミド (PA6)。 これらの塩基性ポリマーは、大気および環境一般で主に検出されるポリマーでもあります。 同様に需要が高く環境中に頻繁に存在するポリウレタン (PUR) と合わせて 4、12、13、14、15、16、17、18、これらのポリマーは欧州のプラスチック需要の約 80% を占めています 19。 TWP は、天然および合成エラストマーゴムから製造されたタイヤトレッドから放出されます20,21。

一般に、大気中の MP を分析する研究は、特に海洋大気や海洋環境への大気輸送経路に関する研究はほとんどありません。 包括的なレビュー 6 では 6 つの出版物が要約されており、補足情報 SI に表示されています。 （表S1）参考文献による最新の研究と併せて。 22. 提示されたデータは、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR) またはμ-ラマン分光法で分析された粒子数ベースの濃度に限定されています。 200 μm 未満のサイズ範囲では、MP カウントは最大 85 個の粒子 m-3 の範囲にあり (参考文献 23、24、25、26)、5 ～ 10 μm の小さな粒子もいくつか確認されました 25。

10 µm, and the high-volume sampler (HVS)./p>10 µm for LV & HV samples; 5 −10 µm for LV samples). Marine coatings are amongst others a plausible source of C-PMMA31. On the R/V Heincke polishing and painting the ship was a daily routine for the crew. This might be mirrored in the operational blanks, particularly in the elevated C-PMMA contents of the HV samplers, where direct contact with the ship environment was inevitable (Fig. 1). C-PMMA concentrations in the air were unquestionably of anthropogenic origin. However, differentiation of the high C-PMMA load between northern Atlantic air (and ships in general) and from the ship, as the sampling platform, was impossible. Accordingly, we decided to exclude C-PMMA from further discussion./p>10 µm size fraction of both samplers (LV and HV) contained C-PC in all samples and operational blanks (Fig. 1) in comparable concentrations of ~30 ng sample−1 or operational blank−1. Again, the origin of this polymer cluster in the >10 µm size fraction could not be exclusively assigned to the northern Atlantic air, but more likely to ship work related to epoxide coatings31 and to the samplers themselves. This led to the exclusion of C-PC in the >10 µm size fraction./p>10 µm) displayed an almost constant C-PP value for samples and operational blanks (~200 ng sample−1). Here, a sampler-related C-PP content was assumed and led to the exclusion of C-PP from LV sampler results./p>10 µm. In the 5–10 µm size fraction, five out of seven samples contained MP (Fig. 2b). Total mass loads ranged from 10 µm and <10 µm (equals 5–10 µm) size fractions. c HV samples in >10 µm size fraction. d HV samples with an adjusted y-axis (0–2 ng MP m−3). * = concentration 10 µm than in the 5–10 µm size fraction. Detailed polymer cluster data is available in the supplementary information SI, (Table S3 and S4)/p>10 µm). Arranged in descending order, the polymer concentrations were C-PET∆ > C-PP∆ > C-MDI-PUR > C-PS∆, resulting in mean relative percentages of 56% (C-PET∆), followed by 31% (C-PP∆), 11% (C-MDI-PUR), and 3% (C-PS∆)./p>10 µm was available for MP analysis. Accordingly, the comparison between the two different sampling approaches was limited to this size fraction. Unfortunately, some of the polymer clusters had to be excluded from the discussion due to their occurrence in the operational blanks. Therefore, the two sampling techniques could only be compared concerning the polymer clusters, C-PET and C-PS (Fig. 3a, b)./p> 10 µm size fraction at heights from 0–100 m above sea level for a duration of 30 days. b HYSPLIT back trajectories for the height of 30 m above sea level for a 72-h duration. Map data from Wickham H (2016). ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. Springer-Verlag New York. ISBN 978- 3-319-24277-4, https://ggplot2.tidyverse.org./p>10 µm and 5–10 µm (stainless-steel mesh with pore size 10 µm and 5 µm, Haver & Boecker OHG, Germany). The filter holders were made entirely of aluminum and were a replica of the NILU 2-stage filter holder, open face, #9639. Sampling volumes ranged from 54 to 417 m³. Prior to deployment, the filter holders and filters were kept at 450 °C for 8 h to remove all residual MP, then mounted and packed in a laminar flow fume hood. Technische Universität Berlin (TUB) mounted two HV samplers (DIGITEL Aerosol Sampler DHA-80, DIGITEL Elektronik AG, Switzerland) on the vessel. In addition to the standard PM10 collection, particles with an aerodynamic diameter >10 µm were deposited inside the sampler around the PM10 inlet on pre-cleaned aluminum rings (∅ 30 cm) placed below the 10 inlet jets. Total sampling volumes varied between 288 and 2184 m3. The identical HV samplers were placed next to each other to create duplicate measurements per transect. The discussion is based on the mean results of the duplicates. Pictures of the air samplers and set-up are provided in the supplementary information SI, (Fig. S5)./p>10 μm were detected, we used separate runs for 0.4, 3.0, 8.0, 10, 12, 18, and 25 μm./p>

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1175%2F1520-0477%281996%29077%3C0437%3ATNYRP%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 46" data-doi="10.1175/1520-0477(1996)0772.0.CO;2"Article ADS Google Scholar /p>