塑料包圍著(zhù)我們，無(wú)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(lái)的微觀(guān)粒子的形式存在。這些微小的塑料最終會(huì )進(jìn)入環(huán)境，并被我們的身體吸收。現在，美國國家標準與技術(shù)研究所(NIST)的研究人員分析了幾種廣泛使用的消費品，以更好地了解這些微觀(guān)塑料。他們發(fā)現，當塑料產(chǎn)品暴露在熱水中時(shí)，每升塑料產(chǎn)品會(huì )向水中釋放數萬(wàn)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(wàn)億每升。我們不知道這些是否對人或動(dòng)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(shuō)。

有許多不同類(lèi)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?？茖W(xué)家們在海洋和許多其他環(huán)境中發(fā)現了來(lái)自這些較大塑料的微觀(guān)粒子。研究人員將它們分為兩組:微塑料和納米塑料。微塑料通常被認為長(cháng)度小于5毫米，可以用肉眼看到，而納米塑料小于百萬(wàn)分之一米(1微米)，大多數甚至不能用標準顯微鏡看到。最近的研究表明，一些盛放液體或與液體相互作用的消費品，如聚丙烯(PP)嬰兒奶瓶和尼龍塑料茶包，會(huì )將這些塑料顆粒釋放到周?chē)乃小?/span>

在他們的研究中，NIST的研究人員觀(guān)察了兩種類(lèi)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(pán)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(shuō)。所以，他和他的同事們不得不用一種新的方法?！拔覀兪褂昧艘环N方法，將杯中的水噴成細霧，然后干燥霧和溶液中剩余的所有物質(zhì)，”贊梅斯特說(shuō)。通過(guò)這一過(guò)程，納米顆粒從溶液的其余部分中分離出來(lái)。這項技術(shù)之前已經(jīng)被用于探測大氣中的微小顆粒?！八?，我們不是重新發(fā)明輪子，而是把它應用到一個(gè)新的領(lǐng)域，”贊梅斯特說(shuō)。

霧氣干燥后，其中的納米粒子按照大小和電荷進(jìn)行分類(lèi)。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數器中。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(zhù)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(guò)程是自動(dòng)化的，由一個(gè)計算粒子數量的計算機程序運行。

研究人員還可以通過(guò)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(guān)察它們，來(lái)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(guān)察中，研究人員發(fā)現納米顆粒的平均尺寸在30納米和80納米之間，很少有超過(guò)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(guò)去的十年里，科學(xué)家們在我們觀(guān)察環(huán)境的任何地方都發(fā)現了塑料。人們已經(jīng)觀(guān)察了南極洲的雪，冰川湖的底部，發(fā)現了大于約100納米的微塑料，這意味著(zhù)它們可能不夠小，不足以進(jìn)入細胞并引起身體問(wèn)題，”贊梅斯特說(shuō)。“我們的研究是不同的，因為這些納米粒子真的很小，這是一件大事，因為它們可以進(jìn)入細胞內部，可能會(huì )破壞細胞的功能，”Zangmeister說(shuō)，他還強調說(shuō)，沒(méi)有人確定會(huì )是這種情況。

美國美國食品藥品監督管理局(食品及藥物管理局)調節著(zhù)接觸我們吃的食物或喝的水的塑料。該機構有適當的標準和安全措施來(lái)確定什么是安全的。FDA的研究人員對這些塑料進(jìn)行了嚴格的測試，并測量了當暴露在熱水中時(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損失高達1%的質(zhì)量。在NIST使用新技術(shù)的研究中，研究人員發(fā)現質(zhì)量損失了0 . 1 %,這大大低于目前FDA的安全限量。

Zangmeister指出，沒(méi)有一種常用的測試方法來(lái)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。這項研究的發(fā)現可能有助于開(kāi)發(fā)這樣的測試。與此同時(shí)，Zangmeister和他的團隊分析了其他消費品和材料，如織物、棉聚酯、塑料袋和儲存在塑料管中的水。

這項研究的發(fā)現，結合其他類(lèi)型材料的分析，將為這一領(lǐng)域的研究開(kāi)辟新的途徑?！按蠖鄶店P(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。