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Impact of particle density on the mobility of microplastics in sediments
Summary
This study investigates how the density of microplastic particles affects their mobility through soil and potential to reach groundwater, using column experiments with polyethylene particles of different densities. Particle density was found to influence transport behavior, with implications for understanding how microplastics migrate through terrestrial environments.
Mikroplastik (MP) wird vermehrt in der Umwelt gefunden. Es kann durch den Boden bis ins Grundwasser gelangen. Die Bewegung von MP im Boden wird durch seine physikalischen Eigenschaften wie Form, Größe und Dichte beeinflusst, ist aber noch wenig untersucht. Diese Arbeit untersucht den Einfluss der Dichte von MP-Partikeln auf ihr Transportverhalten im Boden. Es wurden Säulenversuche mit zwei verschiedenen porösen Medien (Kies und Glaskugeln) durchgeführt, und fluoreszierendes Polyethylen (PE) MP (27-35 μm) mit unterschiedlicher Dichte (0,995 g/cm3, 1 g/cm3, 1,12 g/cm3) und einem konservativen Tracer verwendet. Aus den Konzentrationskurven und -profilen (RPs) wurde Information zur Mobilität der Partikel ermittelt. Die MP-Bewegung in beiden porösen Medien zeigte relativ ähnliche Muster, da die Körnungsverteilung ähnlich ist (2-4 mm für Kies, 3 mm für Glaskugeln). Mit 0.1% wurden nur wenige schwere Partikel (ρ ≈ 1,12 g/cm3) im Sickerwasser gefunden, verglichen mit 20-23% der Partikeln mit einer Dichte nahe dem Wasser (ρ ≈ 1 g/cm³), und 5-6% der leichtesten Partikeln (ρ ≈ 0,995 g/cm³). Rund 94-96% der schweren Partikel werden in den porösen Medien zurückgehalten, verglichen mit 73-76% für die mittleren Dichtepartikel und 86-87% für die leichteren Partikel. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Partikel mit einer Dichte nahe dem Wasser (ρ ≈ 1 g/cm³) am mobilsten zu sein scheinen, und schwerere Partikel (ρ ≈ 1,12 g/cm³) größtenteils in porösen Medien zurückgehalten werden und sehr wenig Mobilität zeigen. Partikel mit der niedrigsten Dichte (ρ ≈ 0,995 g/cm³) sind weniger mobil als Partikel mit einer Dichte nahe dem Wasser, aber mobiler als schwere Partikel. Mikroplastikdichte beeinflusst die Bewegung in porösen Medien, aber Boden und Fließraten spielen ebenfalls eine Rolle. Die Überwachung der MP-Verschmutzung im Boden ist für den Schutz des Grundwassers unerlässlich.
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