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撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
微塑料和納米塑料(MNP)顆粒源于較大塑料廢棄物的碎裂,其直徑范圍從 1 納米到 500 微米不等。通過大氣過程的輸送,它們已被檢測到存在于全球各地的環(huán)境中,從城市到偏遠(yuǎn)地區(qū)。此前研究曾指出,大氣中的塑料顆粒對氣候變暖的貢獻(xiàn)微乎其微,但此類分析往往假設(shè)塑料顆粒無色,而現(xiàn)實中的塑料通常是有顏料的。
2026 年 5 月 4 日,復(fù)旦大學(xué)付洪波團(tuán)隊(博士生劉羽為論文第一作者)聯(lián)合杜克大學(xué)的研究人員,在 Nature 子刊Nature Climate Change上發(fā)表了題為:Atmospheric warming contributions from airborne microplastics and nanoplastics 的研究論文。
該研究評估了大氣中微塑料和納米塑料(MNP)對氣候變暖的影響,結(jié)果表明,懸浮在大氣中的有色微塑料和納米塑料,其導(dǎo)致全球變暖的程度或相當(dāng)于黑碳(即煙塵)所致變暖的16.2%,且在海洋垃圾帶上空的數(shù)值更高。這些結(jié)果表明,大氣中的微塑料和納米塑料可能是此前未被認(rèn)知的氣候變暖貢獻(xiàn)因素,未來的氣候評估中應(yīng)將其作用納入考量。
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微塑料無處不在,甚至飄在萬米高空
自 2015 年首次在大氣沉降物中發(fā)現(xiàn)微塑料以來,科學(xué)家們已經(jīng)確認(rèn),微塑料以及更小的納米塑料(統(tǒng)稱為 MNP)遍布全球大氣。它們來自塑料制品的磨損、分解,隨風(fēng)飄散,無孔不入。
模型模擬顯示,在全球地表(距地 100 米內(nèi)),空氣中微塑料的平均濃度達(dá)到每立方米 4.18 個顆粒,納米塑料的濃度則為每立方米 3.67 納克。這甚至與許多城市的觀測數(shù)據(jù)相符。更令人擔(dān)憂的是,這些塑料顆粒可以到達(dá)高空——在 10 公里的高度,仍能檢測到納米塑料的蹤跡,說明它們能在大氣中停留更久,隨氣流進(jìn)行全球“旅行”。
顏色是關(guān)鍵:深色塑料吸熱能力驚人
為什么空氣中的塑料會影響氣候?關(guān)鍵在于它們對陽光的吸收能力,而這又主要由它們的顏色決定。
研究團(tuán)隊使用電子顯微鏡技術(shù),首次精確測量了不同顏色塑料顆粒的光學(xué)性質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn),顏色是決定塑料顆粒吸熱能力的首要因素,而塑料本身的材質(zhì)(例如聚苯乙烯、聚乙烯)影響微乎其微。
無色塑料:幾乎不吸收可見光,主要反射和散射陽光,甚至有輕微的冷卻效應(yīng)。
有色塑料(藍(lán)、紅、黃、黑):表現(xiàn)出強烈的光吸收,尤其是黑色塑料,其吸光能力最強。
在 550 納米波長(綠光)下,有色微塑料的平均吸光能力是無色塑料的 74.8 倍。這意味著,漂浮在空中的彩色塑料顆粒,就像無數(shù)個微小的“深色玻璃珠”,高效地將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能。
氣候影響量化:相當(dāng)于黑碳的 16%
研究團(tuán)隊將測量得到的光學(xué)數(shù)據(jù)與全球大氣傳輸模型結(jié)合,最終計算出了這些“塑料云”對地球的直接輻射強迫——這是衡量其導(dǎo)致氣候變暖能力的關(guān)鍵指標(biāo)。
核心結(jié)論如下:
1、全球平均影響:大氣中微塑料和納米塑料產(chǎn)生的全球平均直接輻射強迫(DRF)為 0.039 W/m2。這個數(shù)值看起來不大,但它相當(dāng)于另一種重要溫室污染物黑碳的輻射強迫的16.2%。黑碳(即煙塵,主要來自燃燒)一直是公認(rèn)的強效氣候變暖因子,而微塑料和納米塑料的影響已達(dá)到其量級的六分之一,這絕對不可忽視。
2、區(qū)域熱點驚人:影響并非均勻分布。在北太平洋副熱帶環(huán)流區(qū)(即著名的“垃圾帶”上空),塑料顆粒的輻射強迫峰值達(dá)到驚人的 1.34 W/m2,是該區(qū)域黑碳影響的 4.7 倍。此外,地中海沿岸、東亞和北美東部等人口密集、塑料排放高的地區(qū),也呈現(xiàn)出顯著的變暖效應(yīng)。
3、納米塑料是“主力軍”:雖然微塑料數(shù)量多,但納米塑料由于尺寸更小、表面積比更大,單位質(zhì)量的吸光效率遠(yuǎn)高于微塑料,其對輻射強迫的貢獻(xiàn)比微塑料高出一個數(shù)量級(約 10 倍),是導(dǎo)致變暖效應(yīng)的主要“元兇”。
一個被忽視的“氣候強迫因子”
此前,氣候模型大多忽略了大氣中塑料顆粒的影響,或認(rèn)為其微不足道。這項研究徹底改變了這一認(rèn)知。研究表明,有色微塑料和納米塑料的光吸收能力,可與野火產(chǎn)生的“棕碳”甚至部分“黑碳”顆粒相媲美。盡管塑料在大氣中的總質(zhì)量負(fù)荷仍低于黑碳,但其強大的吸光效率和在特定區(qū)域的超高濃度,使其成為一個此前未被認(rèn)識的、重要的 “氣候強迫因子”。
這項研究為我們敲響了新的警鐘。塑料污染不僅危害生態(tài)系統(tǒng)和人體健康,現(xiàn)在更被證實通過一條清晰的路徑——“排放->大氣傳輸->吸收陽光->加熱大氣”——直接加劇全球變暖。
這項研究也揭示了一個嚴(yán)峻的現(xiàn)實:人類生產(chǎn)的塑料,在破碎成肉眼看不見的顆粒飄散到空中后,可能正在默默地為地球“加溫”。應(yīng)對塑料污染,不再只是一個環(huán)保議題,更是一個緊迫的氣候行動。減少塑料使用、完善回收體系、尋找綠色替代品,對于減緩氣候變化和保護(hù)我們共同的家園,變得比以往任何時候都更加重要。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41558-026-02620-1
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