塑料包圍著我們，無論是我們在超市使用的購物袋,，還是洗發(fā)水和洗滌劑瓶等家居用品,。塑料不僅以大型物體的形式存在，還以從這些大型產(chǎn)品中釋放出來的微觀粒子的形式存在,。這些微小的塑料最終會進(jìn)入環(huán)境,，并被我們的身體吸收。現(xiàn)在,，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)的研究人員分析了幾種廣泛使用的消費(fèi)品,，以更好地了解這些微觀塑料,。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)塑料產(chǎn)品暴露在熱水中時(shí),，每升塑料產(chǎn)品會向水中釋放數(shù)萬億納米粒子,。
NIST的研究人員在科學(xué)雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)環(huán)境科學(xué)與技術(shù)。
“這里最重要的一點(diǎn)是,，我們看到的任何地方都有塑料顆粒。他們有很多人,。萬億每升,。我們不知道這些是否對人或動物的健康有不良影響。我們很有信心它們就在那里,，”NIST化學(xué)家Christopher Zangmeister說,。
有許多不同類型的塑料材料,，但它們都是由聚合物,、天然或人造物質(zhì)組成的大分子連接在一起,。科學(xué)家們在海洋和許多其他環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了來自這些較大塑料的微觀粒子,。研究人員將它們分為兩組:微塑料和納米塑料,。微塑料通常被認(rèn)為長度小于5毫米,，可以用肉眼看到，而納米塑料小于百萬分之一米(1微米),，大多數(shù)甚至不能用標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡看到,。最近的研究表明，一些盛放液體或與液體相互作用的消費(fèi)品,，如聚丙烯(PP)嬰兒奶瓶和尼龍塑料茶包,，會將這些塑料顆粒釋放到周圍的水中。
在他們的研究中,，NIST的研究人員觀察了兩種類型的商業(yè)塑料產(chǎn)品:食品級尼龍袋,，如烘焙襯墊——置于烤盤中的透明塑料片,，以形成不粘表面，防止水分流失——和一次性熱飲料杯,，如咖啡杯,。他們分析的飲料杯涂有低密度聚乙烯(LDPE)，這是一種柔軟柔韌的塑料薄膜,，常用作襯里,。LDPE內(nèi)襯的飲料杯暴露在100攝氏度(212華氏度)的水中20分鐘,。為了分析從這些塑料產(chǎn)品中釋放的納米顆粒,，研究人員首先需要確定如何檢測它們?！跋胂笠幌?，用普通的外帶咖啡杯裝一杯水。它可能有數(shù)十億個(gè)粒子,，我們需要弄清楚如何找到這些納米塑料,。這就像大海撈針，”贊梅斯特說,。所以,，他和他的同事們不得不用一種新的方法。“我們使用了一種方法,，將杯中的水噴成細(xì)霧,，然后干燥霧和溶液中剩余的所有物質(zhì)，”贊梅斯特說,。通過這一過程,，納米顆粒從溶液的其余部分中分離出來。這項(xiàng)技術(shù)之前已經(jīng)被用于探測大氣中的微小顆粒,?！八裕覀儾皇侵匦掳l(fā)明輪子,，而是把它應(yīng)用到一個(gè)新的領(lǐng)域,，”贊梅斯特說。
霧氣干燥后，其中的納米粒子按照大小和電荷進(jìn)行分類,。然后,，研究人員可以指定一個(gè)特定的尺寸，例如100納米左右的納米粒子,，并將它們傳送到粒子計(jì)數(shù)器中,。納米顆粒暴露在丁醇(一種酒精)的熱蒸汽中，然后迅速冷卻。隨著酒精的濃縮,，顆粒從納米膨脹到微米,，使得它們更容易被探測到。這個(gè)過程是自動化的,，由一個(gè)計(jì)算粒子數(shù)量的計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行,。
研究人員還可以通過將納米粒子放在一個(gè)表面上，用掃描電子顯微鏡和傅立葉變換紅外光譜技術(shù)觀察它們,，來確定納米粒子的化學(xué)成分,。掃描電子顯微鏡使用高能電子束拍攝樣本的高分辨率圖像，傅立葉變換紅外光譜技術(shù)可以捕捉氣體,、固體或液體的紅外光譜,。所有這些技術(shù)一起使用提供了納米顆粒的尺寸和組成的更完整的圖像。在他們的分析和觀察中,，研究人員發(fā)現(xiàn)納米顆粒的平均尺寸在30納米和80納米之間,，很少有超過200納米的。此外,，從食品級尼龍中釋放到熱水中的納米顆粒濃度比一次性飲料杯高7倍,。“在過去的十年里，科學(xué)家們在我們觀察環(huán)境的任何地方都發(fā)現(xiàn)了塑料,。人們已經(jīng)觀察了南極洲的雪,，冰川湖的底部，發(fā)現(xiàn)了大于約100納米的微塑料,，這意味著它們可能不夠小,，不足以進(jìn)入細(xì)胞并引起身體問題，”贊梅斯特說,。“我們的研究是不同的,，因?yàn)檫@些納米粒子真的很小，這是一件大事,，因?yàn)樗鼈兛梢赃M(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,，可能會破壞細(xì)胞的功能，”Zangmeister說,，他還強(qiáng)調(diào)說,，沒有人確定會是這種情況。
美國美國食品藥品監(jiān)督管理局(食品及藥物管理局)調(diào)節(jié)著接觸我們吃的食物或喝的水的塑料,。該機(jī)構(gòu)有適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和安全措施來確定什么是安全的。FDA的研究人員對這些塑料進(jìn)行了嚴(yán)格的測試,，并測量了當(dāng)暴露在熱水中時(shí)有多少塑料質(zhì)量損失,。舉個(gè)例子，食品和藥物管理局已經(jīng)確定食品級尼龍(例如用于茶包)在高溫條件下可以安全地?fù)p失高達(dá)1%的質(zhì)量,。在NIST使用新技術(shù)的研究中,，研究人員發(fā)現(xiàn)質(zhì)量損失了0 . 1 %,這大大低于目前FDA的安全限量。
Zangmeister指出,，沒有一種常用的測試方法來測量從咖啡杯等樣品中釋放到水中的LDPE,，但有針對尼龍塑料的測試方法。這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)可能有助于開發(fā)這樣的測試,。與此同時(shí),，Zangmeister和他的團(tuán)隊(duì)分析了其他消費(fèi)品和材料，如織物,、棉聚酯,、塑料袋和儲存在塑料管中的水。
這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn),，結(jié)合其他類型材料的分析,，將為這一領(lǐng)域的研究開辟新的途徑?！按蠖鄶?shù)關(guān)于這個(gè)主題的研究都是為了教育科學(xué)家同行,。這篇論文將做兩件事:教育科學(xué)家和進(jìn)行公眾宣傳。
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