看不見的危險:衣物中的塑膠和低聚物的隱形世界
由合成纖維製成的塑膠家居用品和衣物會釋放出微塑膠:尺寸小於五毫米的微粒會在不知不覺中進入環境。這些微粒中有一小部分非常小,可以用奈米來測量。這種奈米塑膠是深入研究的主題,因為奈米塑膠微粒由於體積小,可以被人體吸收,但到目前為止,人們對其潛在的毒性知之甚少。
科技與社會實驗室Bernd Nowack 小組的Empa 研究人員與來自中國的同事合作,對紡織品中釋放的奈米顆粒進行了深入研究。研究的第一作者楊同在Empa 攻讀博士學位期間進行了這項研究。在早期的研究中,Empa 的研究人員已經能夠證明,聚酯洗滌時會釋放出微塑膠和奈米塑膠。現在,對釋放的奈米粒子進行的詳細研究表明,並非所有乍看之下是奈米塑膠的東西實際上都是奈米塑膠。
Bernd Nowack 領導的研究人員對聚酯紡織品洗滌過程中奈米顆粒的釋放進行了研究。資料來源:Empa
在很大程度上,釋放出的顆粒實際上並不是奈米塑料,而是所謂的低聚物團塊,即中小型分子,它們是長鏈聚合物和單體之間的中間階段。這些分子比奈米塑膠微粒還要小,對其毒性也幾乎一無所知。研究人員在《自然-水》雜誌上發表了他們的發現。
在這項研究中,研究人員檢查了12 種不同的聚酯織物,包括超細纖維、緞面和針織物。織物樣本最多可洗滌四次,並對洗滌過程中釋放的奈米顆粒進行分析和鑑定。 Bernd Nowack 表示,這並非易事。這位科學家說:”塑料,尤其是奈米塑料,無處不在,包括我們的設備和器皿。在測量奈米塑料時,我們必須考慮到這種’背景噪音'”。
研究人員使用乙醇浴來區分奈米塑膠和低聚物團塊。塑膠碎片無論多小都不會溶解在乙醇中,但低聚物的聚集體卻能溶解。結果是在清洗過程中釋放的奈米顆粒中,約有三分之一到近90% 可以溶解在乙醇中。諾瓦克說:”這使我們能夠證明,並非所有乍看起來像奈米塑料的東西實際上都是奈米塑料。”
在掃描電子顯微鏡下可以看到羊毛纖維表面的奈米顆粒(a)。這些微粒在洗滌過程中會脫落(b),因此經過四次洗滌後,幾乎不剩任何微粒。資料來源:Empa
目前還不清楚所謂的奈米微粒低聚物在紡織品洗滌過程中的釋放是否會對人類和環境產生負面影響。諾瓦克說:「對其他塑膠的研究已經表明,奈米微粒低聚物比奈米塑膠的毒性更大。這表明應該對此進行更深入的研究。」不過,研究人員能夠確定,紡織品的性質和切割方法(剪刀或雷射)對釋放的微粒數量沒有重大影響。
奈米塑膠和低聚物顆粒的釋放機制也尚未明確。好消息是,經過反覆洗滌後,釋放的微粒數量會明顯減少。可以想像,低聚物顆粒是在紡織品生產過程中產生的,或是在儲存過程中透過化學過程從纖維中分離出來的。這方面還需要進一步研究。
諾瓦克和他的團隊目前主要研究較大的顆粒:在他們的下一個項目中,他們希望研究在洗滌用可再生原料製成的紡織品時會釋放出哪些纖維,以及這些纖維是否會對環境和健康造成危害。諾瓦克說:”半合成紡織品,如粘膠或萊卡纖維,正被吹捧為聚酯纖維的替代品。但我們還不知道它們在釋放纖維方面是否真的更好。”
編譯自: ScitechDaily