Следить за микропластиком в воздухе можно не только с наземных станций. Американские исследователи испытали беспилотник, способный самостоятельно добираться до нужной точки и высоты, чтобы отобрать пробу воздуха. В ходе первых испытаний он собрал частицы на высоте до 100 метров, а лабораторный анализ подтвердил наличие среди них микропластика. Разработка открывает путь к мобильному экологическому мониторингу — там, где установить стационарный пост сложно или дорого.
Новый метод предложила команда CIRES при Университете Колорадо в Боулдере совместно с Университетом Род-Айленда и Брукхейвенской национальной лабораторией. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports 6 октября 2026 года, а в ноябре исследователи рассказали об испытаниях системы.
Проблема традиционных измерений проста: стационарный пост показывает состав воздуха в месте, где он установлен. Для изучения микропластика пробы также берут с крыш зданий, наземных площадок и судов. Но загрязнение перемещается воздушными потоками, и наблюдений у поверхности недостаточно, чтобы проследить его распространение на разных высотах. Беспилотник позволяет менять место и высоту отбора проб без строительства новой измерительной станции.
На небольшой БПЛА учёные установили циклонный пробоотборник — устройство, которое втягивает воздух и за счёт закручивания потока отделяет от него мельчайшие твёрдые частицы. Прибор рассчитан на сбор аэрозольных частиц размером примерно 1–10 микрометров, то есть тысячных долей миллиметра. Установка работает во время полёта, а содержимое пробоотборника затем направляют в лабораторию. Сам беспилотник пока не определяет химический состав частиц в реальном времени.
Работу технологии проверили осенью 2024 года в штате Колорадо. Аппарат поднимался на 80–100 метров возле оживлённой автомагистрали в Ири, а также над участком в Арваде рядом с жилой застройкой и полигоном отходов. Продолжительность полётов составляла около 25 минут. За столь короткое время нужно было пропустить через прибор достаточно воздуха: микропластика в атмосфере относительно мало, и собрать пригодную для анализа пробу непросто.
Полученные образцы сначала очистили от мешающих органических примесей. Затем учёные исследовали частицы под микроскопом и проверили их состав с помощью рамановской спектроскопии. Этот метод позволяет отличить пластиковые фрагменты от обычной пыли по их химическим характеристикам. Исследование подтвердило, что БПЛА действительно может доставить на землю материал, по которому можно судить о присутствии микропластика на заданной высоте.
В пробах со 100-метровой высоты обнаружили микропластик. Среди предварительно отобранных для анализа частиц размером 3–10 микрометров его доля, с учётом поправки на контрольные пробы, составила в среднем 13,8 ± 1,8%. Главный результат эксперимента заключается в работоспособности нового способа отбора проб.
В образцах обнаружили и смешанные скопления пластиковых фрагментов с другими частицами окружающей среды. Исследователи называют их гетероагрегатами.
Практический смысл разработки — возможность строить измерения по маршруту. Вместо одного постоянно действующего пункта мониторинга исследователи потенциально смогут отправлять аппарат в разные точки и сравнивать пробы с нескольких высот. Такой подход особенно интересен для удалённых территорий, прибрежных акваторий и районов, где доступ наземной техники затруднён.
Для экологов важен не только факт обнаружения микропластика. Они хотят выяснить, как далеко его переносят воздушные потоки, откуда поступают частицы и могут ли они влиять на атмосферные процессы. Среди ещё не изученных до конца вопросов — возможное воздействие пластикового аэрозоля на образование облаков и состояние морского льда. Новый метод должен помочь собрать данные для таких исследований, но пока не даёт готовых ответов.
Следующая задача — проверить, как система работает в других погодных условиях, на разных высотах и там, где частиц особенно мало. Авторы рассматривают перспективу исследований над океаном и в Арктике.
