研究发现外带咖啡杯等塑料用品遇热水20分钟会脱落万亿个塑料颗粒

生活中塑料制品无处不在，从塑料袋、矿泉水瓶、一次性餐具到塑料制成的日用品等。前不久，科学家通过相关研究，不仅在人体血液，在肺部也发现了微塑料的痕迹。

微塑料对人体健康来说，形成了一种无形的隐患。从传播途径看，这些微塑料可能从塑料制品经过分解或脱落，经过空气、水、食物等途径转变为微塑料，最终进入人体。

（来源：NIST）

为分析微塑料的确切来源及确认相关微塑料的成分，近日，美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）团队对日常生活中经常使用的塑料制品展开研究。他们发现，“当塑料制品暴露在热水中时，每升水中会释放出数万亿个（数量密度 >10¹² L^–1）纳米颗粒。”

4 月 20 日，相关论文以《在正常使用过程中，普通一次性消费塑料产品每升会向水中释放数万亿个低于 100 纳米的纳米颗粒》（Common Single-Use Consumer Plastic Products Release Trillions of Sub-100 nm Nanoparticles per Liter into Water during Normal Use）为题发表在 Environmental Science and Technology 上 [1]。

该论文通讯作者、NIST 的化学家克里斯托弗·赞格梅斯特（Christopher Zangmeister）对媒体表示，“这里的主要收获是，无论我们看到哪里，都有塑料颗粒。每升热水会产生万亿颗纳米颗粒，我们不知道这些是否会对人或动物的健康产生不良影响。”

图丨相关论文（来源：Environmental Science and Technology）

在微小的塑料颗粒中，根据颗粒大小有两个不同的定义。通常我们提及的“微塑料”是指哪些长度在 5 毫米以下、肉眼可见的塑料颗粒。在更小的范围，“纳米颗粒”则是在百万分之一米（1 微米）以下的塑料颗粒。一般来说，通过标准显微镜都无法看到它们的大多数。

在该研究中，NIST 研究人员以食品级尼龙袋和低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene，LDPE）成分的产品作为样本进行研究。以这两种成分为主的塑料用品在日常生活中很普遍，比如烘焙衬垫和一次性外带咖啡杯的内衬塑料薄膜。

他们将 100℃ 的水在 LDPE 的饮料杯中静止 20 分钟，以确认在此条件下纳米颗粒的变化。“想象一下，在普通的外带咖啡杯里放一杯热水。它可能有数十亿个粒子，我们需要弄清楚如何找到这些纳米颗粒，这就像大海捞针。”赞格梅斯特说。

（来源：Environmental Science and Technology）

为使纳米颗粒和溶液其余部分分离，研究人员采用了一种新的检测方法。该方法在此前被应用于检测大气存在的微小颗粒，在这次研究中，该团队将其应用在新的领域。他们通过提取杯中的水，再将其以细雾的形式喷出，最后将雾和溶液的残留物质进行干燥处理。

该团队观察到，这些塑料颗粒平均在 30 到 80 纳米（nm）之间，只有少数颗粒超过 200nm。并且，两种样品在 100℃ 热水条件下释放的塑料颗粒数量也不同，对比发现，食品级尼龙较一次性饮料杯释放的纳米颗粒数高出7倍。

图丨在一次性饮料杯中发现的纳米颗粒的高分辨率图像，以微米（百万分之一米）为单位（来源：NIST）

那么，究竟纳米颗粒在哪些范围内是被允许的呢？美国食品和药物管理局（Food and Drug Administration，FDA）对食品或饮品用塑料进行监管，并有明确规定和安全措施。FDA 的工作人员对日常用的塑料制品进行了严格的测试，并确认当它们与热水相遇时塑料质量的损失量。

以用于茶包的尼龙为例，FDA 对于食品级尼龙的相关规定为：在高温条件下允许安全地损失 1% 的质量。在该研究中，NIST 团队通过新方法检测，结果发现其质量损失了 1/10，这超出了目前 FDA 对该成分的安全要求。

赞格梅斯特指出：“此前，没有一种常用的测试可以测量从咖啡杯等样品中释放到水中的 LDPE，现在这项研究的发现可以帮助开发此类测试。”与此同时，该团队还分析了其他消费品和材料中的纳米颗粒，例如织物、棉涤纶、塑料袋和储存在塑料管中的水。

（来源：Pixabay）

目前，多项研究证实微塑料已经存在于人体。并且，相关研究还明确地指出这些微塑料的来源就在我们身边。外带咖啡杯、一次烘焙垫等，都可能成为亿万的纳米颗粒进入人体的来源。

值得关注的是，纳米颗粒小到能进到人体细胞内部，这些塑料颗粒在人体是否会被代谢，以及会产生哪些长期的影响还有待科学家进一步探究，但这是一个重要的信号。这项研究的结果与其他类型材料的分析结果相结合，将为该领域未来的研究提供新的指导。

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参考：
https://phys.org/news/2022-04-everyday-plastic-products-trillions-microscopic.html
https://www.nist.gov/news-events/news/2022/04/nist-study-shows-everyday-plastic-products-release-trillions-microscopic
1.Christopher D. Zangmeister, James G. Radney, Kurt D. Benkstein, and Berc Kalanyan,Environmental Science & Technology（2022）. DOI: 10.1021/acs.est.1c06768