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什么是纳米塑料?一位工程师解释了对颗粒太小而看不见的担忧

2024-05-08科学

Center for International Environmental Law, CC BY-ND" len="878" style="box-sizing: border-box;">纳米塑料比微塑料小几个数量级。图片来源:国际环境法中心,CC BY-ND

人们普遍认为,微塑料——比铅笔橡皮擦还小的塑料碎片——无处不在,无处不在,包括海洋、农田、食物和人体。现在,一个新名词越来越受到关注:纳米塑料。这些颗粒甚至比微塑料还要小,小到肉眼看不见。

纳米塑料是一种微塑料,其特点是尺寸极小。微塑料的直径通常小于 5 毫米;纳米塑料的直径在 1 到 1,000 纳米之间。相比之下,人类头发的平均宽度约为 80,000-100,000 纳米。

由于最近的技术进步使研究人员能够更好地检测和分析纳米塑料,纳米塑料正引起越来越多的关注。与微塑料相比,它们的尺寸更小,这意味着它们更容易长距离运输并进入更多样化的环境。它们可以更容易地穿透生物体的细胞和组织,这可能导致不同和更严重的毒理学效应。

过去两年的研究发现,人体血液、肝脏和肺细胞以及胎盘和睾丸等生殖组织中都存在纳米塑料。在世界各地,纳米塑料存在于空气、海水、雪和土壤中.

我们已经知道,从珠穆朗玛峰的高度到深海海沟都存在微塑料。现在有越来越多的证据表明,纳米塑料在环境中比较大的微塑料更普遍。

他们从哪里来,到哪里去

当衣服、食品和饮料包装、家居用品、塑料袋、玩具和洗漱用品等日常用品降解时,就会产生纳米塑料。这可能是由环境因素引起的,例如阳光或机械作用的磨损。许多个人护理产品,如磨砂膏和洗发水,也会释放纳米塑料。

与较大的塑料颗粒一样,纳米塑料可以来自多种聚合物类型,包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯。由于塑料制品的广泛使用,纳米塑料在我们的日常生活中很难避免。

当塑料达到纳米级时,由于其微小的尺寸和不同的表面特性和成分,它们提出了独特的问题和挑战。由于纳米塑料很小,它们可以很容易地穿透较大颗粒无法穿透的细胞和组织。如果它们在生物体内积累,它们可能会造成不利的生物影响。

纳米塑料在环境中的命运是一个正在进行的研究课题。科学家们还不知道纳米塑料在各种环境中是否会进一步降解成更小的颗粒,或者变成聚合物,而聚合物是它们的基本组成部分——由许多小分子串在一起的大分子。

检测纳米塑料

寻找纳米塑料具有挑战性,因为它们非常小,并且具有不同的化学成分和结构。研究人员正在使用拉曼光谱、色谱和质谱等技术改进检测纳米塑料的不同方法。这些方法可以看到纳米塑料颗粒的形状并分析其特性。

在 2024 年的一项研究中,哥伦比亚大学的研究人员提出了一项新技术,该技术能够以高灵敏度和特异性观察和计数瓶装水中的纳米塑料。与之前只能检测到有限数量的纳米塑料颗粒的研究不同,这项研究发现,每升被分析的瓶装水含有超过100,000个塑料颗粒,其中大部分是纳米塑料。

在科学家得出所有瓶装水是否都含有纳米塑料的结论之前,还需要进行更多的研究。但这项新技术为进一步研究打开了大门。

纳米塑料颗粒有毒吗?

纳米塑料的毒性是另一个正在进行的研究领域。一些研究表明,这些颗粒可能对生态系统和人类健康构成重大风险。最近的一项研究表明,它们可能是心脏病的危险因素.

另一个问题是,化学污染物、重金属和病原体可能会粘附在纳米塑料上并集中在环境中。这个过程可能会使生物体暴露于高浓度的这些有害物质中。

纳米塑料显然是现代环境的一部分,但科学家需要更多的研究和信息来了解它们可能构成什么样的威胁。正如毒理学家常说的那样,「剂量会产生毒药。换句话说,实际曝光很重要。在不知道实际浓度的情况下,很难评估毒性。

众所周知,较大的塑料碎片可以碎裂成纳米塑料,但关于这些碎片如何进一步降解,还有很多东西需要了解。研究人员正在努力检测和了解许多环境中的纳米塑料,以便他们能够制定有效的策略来管理和减轻这些材料对人类和地球的影响。