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什麽是納米塑膠?一位工程師解釋了對顆粒太小而看不見的擔憂

2024-05-08科學

Center for International Environmental Law, CC BY-ND" len="878" style="box-sizing: border-box;">納米塑膠比微塑膠小幾個數量級。圖片來源:國際環境法中心,CC BY-ND

人們普遍認為,微塑膠——比鉛筆橡皮擦還小的塑膠碎片——無處不在,無處不在,包括海洋、農田、食物和人體。現在,一個新名詞越來越受到關註:納米塑膠。這些顆粒甚至比微塑膠還要小,小到肉眼看不見。

納米塑膠是一種微塑膠,其特點是尺寸極小。微塑膠的直徑通常小於 5 毫米;納米塑膠的直徑在 1 到 1,000 納米之間。相比之下,人類頭發的平均寬度約為 80,000-100,000 納米。

由於最近的技術進步使研究人員能夠更好地檢測和分析納米塑膠,納米塑膠正引起越來越多的關註。與微塑膠相比,它們的尺寸更小,這意味著它們更容易長距離運輸並進入更多樣化的環境。它們可以更容易地穿透生物體的細胞和組織,這可能導致不同和更嚴重的毒理學效應。

過去兩年的研究發現,人體血液、肝臟和肺細胞以及胎盤和睪丸等生殖組織中都存在納米塑膠。在世界各地,納米塑膠存在於空氣、海水、雪和土壤中.

我們已經知道,從珠穆朗瑪峰的高度到深海海溝都存在微塑膠。現在有越來越多的證據表明,納米塑膠在環境中比較大的微塑膠更普遍。

他們從哪裏來,到哪裏去

當衣服、食品和飲料包裝、家居用品、塑膠袋、玩具和洗漱用品等日常用品降解時,就會產生納米塑膠。這可能是由環境因素引起的,例如陽光或機械作用的磨損。許多個人護理產品,如磨砂膏和洗發水,也會釋放納米塑膠。

與較大的塑膠顆粒一樣,納米塑膠可以來自多種聚合物類別,包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯。由於塑膠制品的廣泛使用,納米塑膠在我們的日常生活中很難避免。

當塑膠達到納米級時,由於其微小的尺寸和不同的表面特性和成分,它們提出了獨特的問題和挑戰。由於納米塑膠很小,它們可以很容易地穿透較大顆粒無法穿透的細胞和組織。如果它們在生物體內積累,它們可能會造成不利的生物影響。

納米塑膠在環境中的命運是一個正在進行的研究課題。科學家們還不知道納米塑膠在各種環境中是否會進一步降解成更小的顆粒,或者變成聚合物,而聚合物是它們的基本組成部份——由許多小分子串在一起的大分子。

檢測納米塑膠

尋找納米塑膠具有挑戰性,因為它們非常小,並且具有不同的化學成分和結構。研究人員正在使用拉曼光譜、色譜和質譜等技術改進檢測納米塑膠的不同方法。這些方法可以看到納米塑膠顆粒的形狀並分析其特性。

在 2024 年的一項研究中,哥倫比亞大學的研究人員提出了一項新技術,該技術能夠以高靈敏度和特異性觀察和計數瓶裝水中的納米塑膠。與之前只能檢測到有限數量的納米塑膠顆粒的研究不同,這項研究發現,每升被分析的瓶裝水含有超過100,000個塑膠顆粒,其中大部份是納米塑膠。

在科學家得出所有瓶裝水是否都含有納米塑膠的結論之前,還需要進行更多的研究。但這項新技術為進一步研究開啟了大門。

納米塑膠顆粒有毒嗎?

納米塑膠的毒性是另一個正在進行的研究領域。一些研究表明,這些顆粒可能對生態系和人類健康構成重大風險。最近的一項研究表明,它們可能是心臟病的危險因素.

另一個問題是,化學汙染物、重金屬和病原體可能會粘附在納米塑膠上併集中在環境中。這個過程可能會使生物體暴露於高濃度的這些有害物質中。

納米塑膠顯然是現代環境的一部份,但科學家需要更多的研究和資訊來了解它們可能構成什麽樣的威脅。正如毒理學家常說的那樣,「劑量會產生毒藥。換句話說,實際曝光很重要。在不知道實際濃度的情況下,很難評估毒性。

眾所周知,較大的塑膠碎片可以碎裂成納米塑膠,但關於這些碎片如何進一步降解,還有很多東西需要了解。研究人員正在努力檢測和了解許多環境中的納米塑膠,以便他們能夠制定有效的策略來管理和減輕這些材料對人類和地球的影響。