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Gravitational settling of microplastic films
Alina Reininger
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Andreas Stohl
DOI
10.25365/thesis.75695
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17554.20337.927582-2
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Atmosphäre spielt eine bedeutende Rolle beim Transport, der Verteilung und der Deposition von Mikroplastik. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Konzentration und Deposition von Mikroplastik in der Luft genau quantifizieren und beschreiben zu können. In den meisten atmosphärischen Transportmodellen werden Partikel als perfekt sphärisch angenommen. Dies ist problematisch, da die meisten Mikroplastikpartikel komplizierte Formen aufweisen, die stark von der einer Kugel abweichen. Dies bedeutet jedoch, dass auf jene Partikel ein größerer Luftwiderstand wirkt als auf Kugeln mit äquivalentem Volumen. Daher sind die Sinkgeschwindigkeiten von Mikroplastikpartikeln im Vergleich zu Kugeln stark reduziert. In dieser Arbeit werden Experimente zu den gravitativen Sinkgeschwindigkeiten von nicht-sphärischen Mikroplastikpartikeln verschiedener Größen vorgestellt. Es wird gezeigt, dass das empirische Modell von Bagheri and Bonadonna [2016] die Sinkgeschwindigkeiten von Mikroplastikfolien (Glitzerpartikeln) und -fasern mit Unterschieden von weniger als 10 % realistisch vorhersagen kann. Die Sinkgeschwindigkeiten von Kugeln mit gleichem Volumen sind bis zu 284 % höher als die der Glitzerpartikel und bis zu 368 % höher als die der Fasern. Daher haben Mikroplastikfolien und -fasern das Potenzial, sogar abgelegene Orte auf der Erde durch atmosphärischen Transport zu erreichen. Durch die Implementierung des Models von Bagheri and Bonadonna [2016] in Transportmodelle können realistische Simulationen des atmosphärischen Transports und der Deposition von Mikroplastikpartikeln durchgeführt werden, wodurch das Ausmaß dieser Umweltbedrohung besser eingeschätzt und verstanden werden kann.
Abstract
(Englisch)
The atmosphere plays a significant role in the transport, distribution, and deposition of microplastics. Therefore it is crucial to quantify the concentration and deposition of airborne microplastics accurately. Most atmospheric transport models assume particles as spheres. This is problematic since most microplastic particles are non-spherical. They experience larger drag and a smaller terminal settling velocity than spheres of the same volume. Here, experiments on the gravitational settling velocities of non-spherical microplastics of different sizes are presented. For this, polyamide fibers and, to represent microplastic films, glitter particles are used in the experiments. It is shown that the empirical model of Bagheri and Bonadonna [2016] can realistically predict the terminal settling velocities of microplastic films and fibers with differences less than 10 %. Spheres of the same volume settle up to 284 % faster than the glitter particles and up to 368 % faster than the fibers. Therefore, microplastic films and fibers have the potential of reaching even remote locations on Earth by atmospheric transport. By implementing the gravitational settling scheme of Bagheri and Bonadonna [2016] into atmospheric transport models, realistic simulations of the atmospheric transport and deposition of microplastic particles can be done, helping to comprehend and evaluate the emerging environmental threat of microplastic pollution.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Mikroplastik in der Atmosphäre Sinkgeschwindigkeit von Mikroplastik Transport von Mikroplastik Atmosphäre Fasern Glitter Sinkgeschwindigkeit Mikroplastik Aerosole Mikroplastik Folien und Fasern
Schlagwörter
(Englisch)
Microplastics Glitters Fibers Gravitational settling velocity Settling velocity Coefficient of drag Atmospheric transport Gravitational settling of microplastics Atmospheric transport of microplastics Microplastic films Microplastic fibers
Autor*innen
Alina Reininger
Haupttitel (Englisch)
Gravitational settling of microplastic films
Paralleltitel (Deutsch)
Gravitatives Absetzen von Mikroplastikfolien
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
xii, 108 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Andreas Stohl
Klassifikation
33 Physik > 33.99 Physik. Sonstiges
AC Nummer
AC17163586
Utheses ID
70604
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |