家庭中經常使用分散塗料來粉刷牆壁和天花板。拜羅伊特大學的一個跨學科研究小組最近檢查了兩種常見的分散塗料的化學構成，並發現了大量小至幾個微米或納米的固體顆粒。在對生物測試系統的研究中，這些顆粒已被證明對活的生物體有害。使用拜羅伊特大學開發的一種新膜，這些顆粒可以在進入環境之前從水中過濾掉。

拜羅伊特大學研究人員關於分散塗料成分及其對生物體的潛在影響的研究報告發表在《生態毒理學與環境安全》雜誌上。該研究是基於拜羅伊特大學1357“微塑料”合作研究中心的跨學科密切合作。研究人員選擇了兩種廣泛使用的分散性塗料，這些塗料在家庭中經常使用。

這兩種塗料的區別主要在於它們的滴落特性，因為它們一方面是為牆面油漆設計的，另一方面是為天花板油漆設計的。這兩種塗料的固體含量分別為49%和21%（按重量），而有機物含量分別為57%和7%（按重量）。微量或納米範圍內的特徵固體成分是二氧化矽、二氧化鈦和碳酸鈣的顆粒，以及各種塑料的顆粒，特別是聚丙烯酸酯。

“這些微小的顆粒中有許多進入環境，例如，通過油漆層的磨損或風化作用。現在我們的研究表明，當用於粉刷牆壁和天花板的刷子、滾筒、刮刀和水桶通過清洗掉油漆殘留物時，分散性油漆的顆粒可能最終進入廢水，從而也進入環境。對環境的影響需要進行徹底的調查，鑑於分散性塗料在世界範圍內的普及和它們不同的材料組成，這就更加迫切了。”“微塑料”合作研究中心副發言人Andreas Greiner博士教授說：“這就是我們不局限於對塗料成分的化學分析，還調查了它們對生物體和細胞的影響的原因。”

為了進行調查，拜羅伊特大學的科學家們選擇了兩個在研究中已被證實的測試系統：大型水蚤和一系列小鼠細胞。科學家們根據OECD化學品測試指南對水蚤進行了測試。在這個測試中，考慮了生物體的流動性。結果發現，當水中含有高比例的溶解和未溶解的無機納米塑料和微塑料顆粒時，水蚤的流動性明顯降低。

在小鼠細胞中，觀察到細胞活動的減少，這通常是由納米範圍內的顆粒引起的。小鼠細胞的新陳代謝被二氧化鈦和塑料的納米顆粒明顯擾亂，尤其是塑料。

“我們的研究表明，分散塗料的成分可以在生物體和細胞中引起不同程度的反應。因此，不能排除這些成分對環境有害的可能性。”“微塑料”合作研究中心發言人Christian Laforsch教授博士解釋說：“這一領域迫切需要進一步的研究，特別是我們對塑料製成的納米顆粒與無機納米顆粒之間的相互作用是否會引發額外的損害仍然知之甚少。”

“同樣，分散塗料的成分如何與不同環境區間中的其他物質相互作用，例如在空氣中、土壤中或河流中，這仍然是一個基本沒有解決的問題。然而，已經很清楚的是，分散塗料不應該被不小心地丟棄在環境中，”拜羅伊特大學工藝生物技術系主任Ruth Freitag博士教授說。

在研究分散塗料及其可能產生的影響的同時，Andreas Greiner教授博士領導的研究人員還專注於另一個項目。他們開發了一種新的工藝，通過過濾從廢水中去除分散牆面漆中潛在的有害顆粒。這涉及到使用一種由電紡工藝生產的功能化纖維製成的膜。該膜以不同的方式保留了微米和納米大小的顆粒。

一方面，膜的孔隙非常細，不允許微粒子通過。另一方面，膜纖維和納米顆粒之間的相互作用導致它們粘附在膜表面，即使它們可以進入孔隙。在這兩種情況下，過濾效果與孔隙的快速和大規模堵塞無關。因此，例如，水可以很容易地通過膜和徑流。

拜羅伊特大學的科學家們在發表於《大分子材料與工程》雜誌的一篇論文中描述了該膜的成功應用。他們還測試了研究中證明對生物體有潛在危害的兩種分散性塗料。結果發現，該膜能夠保留典型的顏色成分–尤其是二氧化鈦和聚丙烯酸酯的納米顆粒，以及碳酸鈣的微顆粒。

“在日常生活中，所有這些顏色成分被一起排放到廢水中。在這裡，它們混合在一起，在某些情況下甚至由於它們的相互作用而改變了它們的結構和特性。因此，我們專門測試了我們的電紡膜對這種混合物的過濾性能。我們所取得的高過濾效果表明，當涉及到從微觀和納米範圍內的顆粒中淨化水時，這一過程具有很大的潛力，例如世界各地常用的塗料中所包含的顆粒。”Greiner說。