打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
Orb Media:全球超八成自来水含塑料微粒 影响数十亿人饮水安全

“隐藏在我们体内的塑料”是由明尼苏达大学和纽约州立大学的科学家进行对发达国家和发展中国家的自来水样品的调查。他们与一家名为Orb Media的非营利媒体公司合作。来自世界各地的159个样品,83%被发现含有塑料微粒。 大多数这些微粒是纤维(99.7%),长度在0.1-5mm之间。 含量为0至57颗粒/升,总体平均值为4.34 n / L。其中来自北美的塑料含量最高,而来自七个欧洲国家的含量最低。

自来水样品是由合作伙伴用500ml的HDPE(High Density Polyethylene,高密度聚乙烯,一种结晶度高、非极性的热塑性塑料)瓶在当地采集,采集最终样品前,会用流动的自来水冲洗HDPE瓶两次。每份水样填写一份调查表,寄往 Orb media,而水样本身会被送往明尼苏达州明尼苏达大学进行处理。这种安排仅允许通过独特的样品ID号来识别水样,这样“盲”处理使检测前不会对自来水源产生任何先入之见。由于在周围环境中,如空气、水都有被塑料微粒污染,为了使实验结果准确可靠,检测人员采取了一系列非常严格的标准来处理采集来的水样。

2017年前三个月,全球八个不同地区共收集了159份自来水样本:坎帕拉,乌干达(n=26),新德里,印度(n=17),雅加达,印度尼西亚(n = 21),贝鲁特,黎巴嫩(n = 16),美国(n=36),古巴(n = 1)基多,厄瓜多尔(n=24),欧洲(n=18)。鉴于样品体积的变化,塑料颗粒污染物的密度被计算为每升水(n / L)的颗粒数,以使样品标准化。所有自来水样品中的塑料颗粒的范围为0至57,总体平均值为4.34个塑料颗粒每升水。在实验期间使用的30份去离子水空白中,5份(17%)中有一个塑料颗粒。其余83%的塑料颗粒为零。
当按地区比较自来水中的塑料污染情况时,美国和黎巴嫩的塑料百分比检测率都为94%,欧洲从七个国家抽取了18个样品,检出率最低,为72%。

                           


各国样品含塑料微粒的比例 来源: Orb Media

根据美国国家医学院提供的数据,男性每天消耗3升饮料,女性则为2.2升。如果这些饮料是自来水或是由自来水配成的饮料(如咖啡,茶或重新配制的果汁),则每天可能摄入多达14个塑料微粒,而女性可能摄入多达10个塑料微粒。这些日常剂量对男性来说每年摄入塑料微粒总计超过4000个,女性则超过3000个。除了自来水,进入体内的塑料微粒还可能来自其他方面,如海盐、啤酒和海鲜。

这是全球第一份关于塑料污染自来水的调查报告,因此本研究的结果可以说初步瞥见了人类塑料使用处理的后果,但不是全面评估全球塑料污染。对于实际的污染情况,还需要进一步的研究,但是也足以给我们敲响警钟。

微观水样里的塑料足以让我们对健康现状感到担忧,而宏观世界中堆积如山无处不在的塑料垃圾本就该让我们感到事态不妙

人类已生产83亿吨塑料

发表在最新一期Science Advance杂志上的一项研究称,20世纪50年代初以来,人类已经生产了83亿吨塑料,其中的大部分成了废弃物,被置于垃圾填埋场或散落在自然环境中,造成的污染问题不容忽视。研究人员呼吁,应对塑料产品使用和废弃物管理问题进行批判性思考,想想在某些情况下使用塑料是否必要。
这项由美国佐治亚大学、加州大学圣巴巴拉分校和海洋教育协会研究人员领导的研究小组,首次对全球所有塑料制品的生产、使用和最终命运进行了分析。研究人员收集了各种工业树脂、纤维和添加剂的生产统计数据,并根据产品类型和用途对数据进行了整合。



海滩上的垃圾

来源:Gerry & Bonni via Flickr CC By 2.0


数据显示,1950年全球塑料产量是200万吨,而到了2015年则增加至4亿吨,这一产量超过了除水泥、钢铁外的任何一种人造材料。而在人类生产的共83亿吨塑料中,已有63亿吨塑料彻底成为废弃物。这些废弃的塑料制品中,只有9%被回收,另有12%被焚烧处理,剩余79%的废弃塑料则深埋在垃圾填埋场或在自然环境中累积。而塑料的生产步伐并没有放缓的迹象,按照目前趋势,到2050年,全球将有大约120亿吨塑料垃圾。

分析表明,与主要用于建筑的水泥、钢铁至少会有几十年的使用寿命不同,塑料的最大市场是包装,大多数产品都是一次性的,用后即废。研究人员指出,有一半的塑料制品在4年甚至更短的时间内变成了废物。

大多数的塑料不会被生物降解,它们可能会存续几百年甚至几千年,其造成的白色污染问题不容忽视。此前该研究小组研究显示,仅在2010年就有800万吨塑料进入海洋。研究人员呼吁,人类应认真思考所使用的材料和废弃物的管理问题,虽然在某些领域塑料必不可少,没有必要将之彻底清除出市场,但对如何使用塑料应进行更严格的审查

 塑料已经无处不在,就连我们曾经认为的远离人类世界的太平洋小岛和北极都已经发现了大量的垃圾了

遥远的太平洋小岛被塑料垃圾覆盖

亨德森岛大概位于南太平洋的澳大利亚和南美之间。它是一个独特的地理环境,隔离了数十种独特的植物和动物群,是联合国科教文组织的世界遗产。

根据美国国家科学院院刊的一项新研究,该岛在上个世纪开始,就被塑料垃圾被动入侵。据研究团队介绍,该岛每平方米拥有多达671个塑料制品,是科学记录的塑料垃圾密度最高的地方。

塔斯马尼亚大学海洋与南极研究所的研究者珍妮弗·拉夫斯(Jennifer Lavers)说:“亨德森岛发生的事情表明,即使在我们海洋最遥远的地方也没有逃避塑料污染。亨德森岛远远不是人们想象的这样一个偏僻地区的原始“荒岛”,而是一个令人震惊但典型的例子,说明塑料碎片如何在全球范围内影响环境。“

全岛估计有3770万片塑料,而它的面积略低于15平方英里。大多数塑料碎片是不可识别的碎片,为79%。树脂颗粒占总量的约11%。大约6%是线型塑料,包括钓鱼线和绳索。塑料来源最常见的国家是中国和日本,约占碎片的18%,其次是智利,占约12%的来源。

塑料垃圾最终流向北极

北极作为地球的一部分,与正在被我们人类污染的生态系统紧密相连。破坏生态系统中的一部分而不影响到其他部分,这种想法是愚蠢的,发表在Science Advances杂志上的研究让这个事实更加清晰。研究发现,即使在偏远的北极,我们也逃避不了人类在这个世界上排放了大量的塑料垃圾这个事实。


海洋中塑料分布

来源: Katie Peek

海洋塑料污染从1997年起日益受到关注,当时Charles Moore在跨太平洋游艇比赛中穿过太平洋时,偶然发现了大太平洋垃圾带。如今我们知道,至少有6个主要由塑料组成的垃圾带正危害着海洋。据统计全球海洋中有多达30万吨塑料。
来自全球8个国家和12个大学,包括西班牙加的斯大学,沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科技大学和哈佛大学的研究人员,拖着渔网一点点地穿过极地,看看究竟能捡起多少塑料,最终得到了这个结论。他们一共从42个站点取样,包括格陵兰海,巴伦支海,喀拉海,拉普捷夫海,东西伯利亚海,楚科奇海,波弗特海以及加拿大北极群岛,巴芬湾和拉布拉多海。

没有多少人生活在北极,当然也就不足以解释他们发现的污染程度。这项研究的研究人员试着追溯塑料的来源,毫不意外的发现,北大西洋的塑料来自于到污染严重得多的欧洲西北部海岸、英国以及美国东海岸。受温度和盐度的驱使,海流通常会将温暖的海水送到寒冷的北极地区。现在,海流也会在沿途捎上塑料旅行者。

鉴于我们对人类活动和洋流的了解,研究人员在北极发现塑料并不令人震惊。但令人不安的是,经过数十年的研究之后,人们仍然认为北极很原始。我们早就知道北极鲸体内有PCB,北极熊长期被DDT污染,甚至是海洋最深处的动物也正被有毒化学物质毒害。令人惊讶的是这些不仅正在发生,而且一直持续发生,并且将继续令我们感到惊讶。

对塑料的传统看法是性质比较稳定的,那么进入水体中的塑料究竟是怎样产生的,科学家们对此进行了研究

微型塑料可能来自洗衣机


逐渐侵入世界水体中的大量塑料已经呈现出微量但固定的量。在化妆品和卫生用品如牙膏和奶油中发现了所谓的“微珠”。这些塑料颗粒的流动已经通过立法和一些公司的自愿改变而逐渐减少。但另一个来源显然有增无减:根据 journal Environmental Science and Technology杂志的一项新研究,衣物上的聚合物纺丝会在洗涤过程之中脱离衣物并通过洗衣机的废水排出。


产生塑料颗粒的洗衣机

 来源: LaboratoryEquipment


来自瑞士联邦材料科学和技术实验室(EMPA)的三位科学家曾经研究过纳米颗粒。该团队考察了各种因素,包括洗涤剂的类型,洗涤时间和水温。洗涤剂会增加释放的颗粒数量,但洗涤的温度和时间长度都没有影响。确切因素是聚合物纺织服装碎片的震动松散。

最近调查的作者之一Bernd Nowack说:“不幸的是,我们还不能解释释放的纤维是如何产生的。他们补充说,EMPA的“先进纤维”实验室将继续努力了解洗衣机和聚合物的动态。

从十年前开始,越来越多的研究发现了美国水道中微小塑料颗粒的存在。不能生物降解的微珠被用于面部清洁、牙膏和美容产品。珠子潜入到美国的废水过滤系统,最终流入河流、水库和其他水道。他们通过鱼进入食物链,并通过生态系统移动。三年前发布的一项研究计算,大湖区每公里平均有43,000颗颗粒。联邦及一些州已经发布了一些法律和禁令禁止微珠的使用。

 解决现实困境,科学家们总是不懈地前进探索,在化学和生物途径试图找到解决问题的钥匙

完全可回收的塑料

科罗拉多州立大学的研究人员使用单体γ-丁内酯(GBL)开发了一种新型的可生物降解聚合物。当加热时,新的塑料变成其初始分子状态。全新可回收,可重复利用,可生物降解和无石油,新型塑料可以改变人们使用塑料的方式。单体GBL存在于清洁溶液和超滤液中。过去的研究表明,单体GBL的化学结构太稳定,不能塑造,但研究人员找到了突破。

过去的研究结果表明,由于测量的反应热力学,单体GBL不能转化为聚合物。化学教授Eugene Chen及其团队质疑以前的报告,并尝试将单体GBL转化为聚合物,从而取得突破。所得到的新型聚合物被称为聚(GBL),其在220-300摄氏度或420至570华氏度之间加热60分钟时转换成单体GBL。陈和他的团队决心创造可降解的聚合物和塑料来取代目前的石油基聚合物。

最常见的人造聚合物是塑料。合成聚合物如聚苯乙烯和聚乙烯主要处理方式是填埋和丢弃海洋。在技术上,标记为“可回收”的塑料包装和瓶子只能在一定程度上重复使用。然而,不可能将旧塑料材料转变成原来的状态。陈先生说:“现在的主流是生产可生物降解的聚合物或塑料,但是生物降解聚合物不一定是可回收利用的。”


不可降解的塑料瓶

来源:TechTimes


一种毛毛虫可以降解聚乙烯

近日,科学家又有了一个大发现:一种毛毛虫居然能降解聚乙烯。科学家发现的毛毛虫名叫“蜡虫”,是大蜡螟(Galleriamellonella)的幼虫。大蜡螟会在蜂巢内产卵,孵化出的幼虫则以蜂蜡为食。

有一位名叫Federica Bertocchini的科学家,她供职于西班牙国家研究委员会(CSIC)。这位女士的有一爱好是养蜂。有一天,她打算把蜂巢好好收拾一下,就随手把清理出来的蜡虫丢到了一个很普通的购物袋里。然而,让她大吃一惊的是,这个塑料袋不知怎么地布满了大大小小的洞!

Bertocchini百思不得其解,为了对这种现象给出一个合理的解释,她和同事们设计了一个巧妙的实验。他们找来大约一百条蜡虫,然后把它们放到一个塑料袋中。仅仅40分钟后,袋子上就开始出现一个个的洞;12小时后,这个袋子的重量居然减轻了92毫克(研究结果近日发表在了Current Biology 上)。


塑料袋的重量减轻了92毫克

来源:CurrentBiology

研究者们认为,非常有可能的是,蜡虫在啃食蜂蜡和塑料(这里指的是聚乙烯制品)的过程中打破了相似的化学键。利用光谱分析法,研究者对蜡虫吃塑料时是如何打破化学键的具体情况进行了分析,结果发现,这些小家伙实际上是把聚乙烯分解成了乙二醇,留下了一堆“单体”分子。

为了进一步证明蜡虫并不是仅仅通过啃咬在塑料袋上留下了一个个洞,而是实实在在地打破了化学键,研究人员特地碾碎了一些蜡虫,并将其涂抹于聚乙烯塑料袋上,结果与活体蜡虫实验非常相似,袋子上也留下了一个个洞。Bombelli给出了解释:“这种毛毛虫能够产生某种打破聚乙烯化学键的物质,或许是在其唾液腺中,也可能与其肠道内的共生细菌有关。我们后面将尝试阐明该降解反应的分子过程,看看能否分离出起作用的物质(或许是酶)。”

后记

现在还没有一份完整的报告表明,塑料微粒进入人体后会对人体有怎样的影响,但是塑料微粒可以容纳有害化学品或者有害微生物却是几乎可以确定的事情。这些尺度分布不一的塑料微粒,大的也许无法向人体外排除而堆积在人体里,久而久之可能会形成诸如血栓、结石之类的不利于人体健康的体内异物,而小的尺寸的微粒如果可以透过细胞,那么会产生怎么的影响虽然还未可知但是恐怕是令人担忧的。至于微粒所携带的有害化学品或有害微生物,则可能会比一般游离状态的更难清除或杀死。总之塑料微粒进入人体恐怕不会是一件好事,无论怎么研究其对健康的影响,都远不及去采取措施改变现状来的重要。

现在科学家们早已经发明很多种可降解的塑料制品,而生物降解的新思路也取得了新的发现,但是问题的核心在于不断膨胀的需求和回收利用的低效、可降解方法的匮乏之间的矛盾。必须要制定政策扶持环境友好型材料的研究和应用推广,鼓励塑料制品的循环利用,遏制住不断膨胀的浪费和随之高启的产量。解决问题的核心并不在于依赖不断推新的科学技术,而是理性使用资源,珍惜生存环境。而这不仅仅是科学家们的工作,而是需要这个星球上的每一份子共同努力。

了解更多最全、最新论文快讯

登录CBG官网(www.chembeango.com

下载ChemBeanGo APP

CBG资讯 知识就是力量

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
神了,毛毛虫竟然可以“吃掉”塑料垃圾
小虫吃掉塑料袋:清除白色污染新希望
最前沿塑料垃圾处理方法汇总
科学家发现能吃塑料袋的蜡虫,也许能提前100年解决白色污染
一袋生虫小米,让他发现塑料降解的秘密
说出来你可能不信,毛毛虫对塑料袋动手了
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服