Settling Velocities of Small Microplastic Fragments and Fibers

微塑料 沉淀 粒子(生态学) 机械 热的 环境科学 材料科学 环境工程 地质学 气象学 物理 海洋学
作者
Stefan Dittmar,Aki Sebastian Ruhl,Korinna Altmann,Martin Jekel
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:58 (14): 6359-6369 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acs.est.3c09602
摘要

There is only sparse empirical data on the settling velocity of small, nonbuoyant microplastics thus far, although it is an important parameter governing their vertical transport within aquatic environments. This study reports the settling velocities of 4031 exemplary microplastic particles. Focusing on the environmentally most prevalent particle shapes, irregular microplastic fragments of four different polymer types (9–289 μm) and five discrete length fractions (50–600 μm) of common nylon and polyester fibers are investigated, respectively. All settling experiments are carried out in quiescent water by using a specialized optical imaging setup. The method has been previously validated in order to minimize disruptive factors, e.g., thermal convection or particle interactions, and thus enable the precise measurements of the velocities of individual microplastic particles (0.003–9.094 mm/s). Based on the obtained data, ten existing models for predicting a particle's terminal settling velocity are assessed. It is concluded that models, which were specifically deduced from empirical data on larger microplastics, fail to provide accurate predictions for small microplastics. Instead, a different approach is highlighted as a viable option for computing settling velocities across the microplastics continuum in terms of size, density, and shape.
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