微塑料在自然環(huán)境甚至人體內(nèi)的積累問題日益令人擔憂,由于影響其分布和沉積的因素眾多,預測這些無處不在的顆粒集中位置頗具挑戰(zhàn)性,因此也影響了治理效率。
那么,微塑料進入環(huán)境后到底去哪了?麻省理工學院最新研究發(fā)現(xiàn),微生物分泌的生物膜通過改變河床結(jié)構(gòu),促使微塑料處于松散狀態(tài),從而更容易被流水帶走。
相關(guān)成果已發(fā)表于《地球物理通訊》上(IT之家附 DOI 10.1029/2025GL115331),揭示了自然水體中微塑料顆粒的遷移機制。這一發(fā)現(xiàn)有助于更有效地開展污染清理工作,并識別出隱藏的污染點。
研究發(fā)現(xiàn),這些由微生物分泌的薄而黏的生物聚合物層可附著在多種表面,包括沙質(zhì)河床或海岸。在其他條件相同的情況下,含有生物膜的沉積物中,微顆粒不容易堆積,因為一旦落在這些區(qū)域,它們更可能被水流重新卷起并沖走。
研究人員使用了一個底部鋪有細沙的流水槽,有時還加入模擬紅樹林根系的垂直塑料管。在一些實驗中,流水槽的底床僅由純沙構(gòu)成;在另一些實驗中,沙中還加入了生物材料以模擬自然界中常見的生物膜。
研究人員持續(xù) 3 個小時向水槽中注入混有微塑料顆粒的水流,隨后用紫外光照射底床表面使塑料顆粒發(fā)出熒光,以便測量其濃度。
結(jié)果揭示了會影響塑料顆粒在不同表面積聚情況的兩種現(xiàn)象:一方面,模擬根系周圍的湍流阻礙了顆粒的沉積;另一方面,隨著沉積在底床中模擬生物膜含量的增加,顆粒的積累也隨之減少。
研究發(fā)現(xiàn),生物膜填充了沙粒間的空隙,減少了微塑料嵌入的空間。這使得微塑料顆粒難以深入沙粒間隙,更易暴露在水流作用力下,從而更易被水流卷走。
研究人員說,雖然水流擾動、底床表面粗糙度等其他因素會使情況復雜化,但這項研究為實地微塑料污染調(diào)查提供了一個有用的視角。
研究人員以紅樹林生態(tài)系統(tǒng)為例指出,微塑料可能更容易積聚在以沙地為主的外緣區(qū)域,因為內(nèi)部區(qū)域的沉積物含有更多生物膜。因此,沙質(zhì)外緣區(qū)域應成為監(jiān)測與保護的重點。