微塑料的全球大气分布，揭示海洋低排放量的证据

微塑料是指直径小于5毫米的塑料颗粒，广泛存在于海洋、陆地和大气中，它们主要来源于塑料制品的降解、工业排放、日常活动等。自第二次世界大战以来，全球微塑料成指数增长，从1950年的不到200万吨/年急剧增加到2021年的3.9亿吨/年。

微塑料可以通过风力作用、海气交换等方式进入大气，一旦进入大气，微塑料可以随气流长距离传输，甚至到达偏远地区，当然，这种长距离大气传输主要是哪些粒径0.5-1.5微米的小颗粒微塑料。

自2015年首次观测到大气中的微塑料以来，这些颗粒已在不同地点被检测到，浓度从人口稠密的地区到偏远地区逐渐降低，在大气中的浓度则随高度增加而降低。

海洋作为微塑料的汇，吸收了约15%的全球微塑料沉积，然而近期越来越多的海气传输物理机制研究推断，早期海洋微塑料排放量被高估了。

为了探究海洋对大气中微塑料的贡献是否被高估，全球大气中微塑料的分布情况等问题，研究人员通过全球大气模型模拟了全球大气中微塑料的分布，并与现有的观测数据进行了对比，以验证低海洋排放量的假设。

研究表明，陆地排放是全球大气微塑料的主要来源，而海洋对全球大气微塑料排放的贡献仅为0.008%。微塑料在大气中的浓度在人口密集的地区较高，而在海洋上空的浓度较低。

研究发现，那些直径小于1.5μm的较小微塑料颗粒在大气中分布更均匀，能够长距离传输；直径在5至10μm之间的颗粒主要存在于大陆和近海地区；直径在35至70μm之间的较大的颗粒主要沉降在排放源附近。表明大气中微塑料扩散与尺寸密切相关，较大的微塑料颗粒会更快地沉积在其来源附近的表面，而最小的颗粒则更有可能被输送到全球。

模型还显示，全球70μm以下微塑料总沉积量中约有3%到达了极地地区，主要是小颗粒通过长距离传输导致的。北极的微塑料沉积量为9×10⁻⁴Tg/年，而南极的微塑料沉积量为5×10⁻⁵Tg/年，这可能与北极靠近人类活动区域有关。

这样研究还首次揭示了大气中微塑性颗粒的垂直扩散情况，在0-32千米的高度范围内，直径小于1.5μm的微塑性颗粒相对于较大尺寸的颗粒垂直扩散更均匀，且这种较小尺寸的微塑料在高海拔地区的浓度更高。

一般而言，大尺寸的微塑料应该会很快沉降，但这项研究一项有趣的发现是，大量直径为70μm的颗粒竟然到达了15千米的高度。这表明即使是大的颗粒也会被强烈的上升运动和对流活动携带到热带对流层上部。

对于微塑料在大气中的停留时间研究表明，直径为0.5μm的颗粒在大气中的停留时间范围为1年，而70μm颗粒的停留时间仅为1小时。当整合超大颗粒时，直径小于1.5 μm的较小颗粒的平均停留时间接近6个月，而直径在5-70μm的较大颗粒平均停留时间接近2.6小时。

图：全球地表与大气之间 70 微米以下微塑料颗粒交换的示意图

黄色箭头代表沉积，蓝色箭头代表排放

❓思考题：根据这项研究，海洋对全球大气中微塑料的贡献是多少？

A.15%

B.50%

C.0.008%

D.10%

这项研究指出，微塑料在大气中的浓度与人口密度和人类活动密切相关，尤其是在城市和工业区，这意味着生活在这些区域的人群可能面临更高的微塑料暴露风险。

参考文献：Shanye Yang, Guy Brasseur, Stacy Walters, Pablo Lichtig & Cathy W. Y. Li ，Global atmospheric distribution of microplastics with evidence of low oceanic emissions. npj Climate and Atmospheric Science volume 8, Article number: 81 (2025) ，doi：10.1038/s41612-025-00914-3