紅外光譜儀檢測日益令人擔憂的水體微塑料-微珠問題
背景“一個詞——塑料?!?967 年奧斯卡金像獎獲獎影片中的這句著名臺詞經(jīng)證明非常有預(yù)見性。今天,全球環(huán)境正在因這些東西而不斷惡化……的確是這樣。據(jù)科學家預(yù)測,在世界各大海洋中散布著近 270,000 公噸的塑料。他們甚至還針對這些環(huán)流提出了一些新穎的名詞,從海洋“輻合帶”到海洋“垃圾帶”1。不論我們怎么稱呼它們,其本質(zhì)都是一樣的。在不到 50 年的時間里,在這個地球表面的所有水道、河流、池塘或生命形式里幾乎都不免存在一種或多種形式的石化塑料。你不需要走很遠,在我們身邊就能發(fā)現(xiàn)日益嚴重的環(huán)境危機證據(jù)。只要在附近的任何一個街區(qū)走走,你都能看到塑料瓶、塑料袋存在的景象。再仔細觀察,微小的塑料顆粒幾乎代表了塑料光譜的各個方面,包括微珠。
什么是微珠?與世界各地到處亂丟的吸引海龜、海豚、水獺、甚至是鯨魚的較大塑料物品不同,微珠更具有潛在致命性。他們是微小的聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)顆粒,作為磨砂劑被添加到乳霜、肥皂和牙膏中,提高產(chǎn)品的性能。2 這些顆粒很小,很容易沖入下水道,無法被過濾設(shè)備過濾掉,最終每年以數(shù)萬億顆流入河流和海洋。它們能產(chǎn)生多大的問題呢?據(jù)研究人員估計:在舊金山海灣地區(qū),僅廢水處理設(shè)施每天排入水體的處理水中就有約 4.71 億顆微珠。3 還有一些科學家估計,每天有 8 萬億的塑料微珠進入美國的水道。4
健康危害的科學證據(jù)越來越多這對我們來講意味著什么?除了危害成百上千的魚類、野生動物及環(huán)境本身,微珠也在以數(shù)萬億計的數(shù)量進入我們的食品鏈。想一想,我們漱口用的這些東西。通過摩擦使其進入我們的皮膚。我們攝入的顯微級塑料微粒數(shù)量可能會讓大家都感到震驚。經(jīng)調(diào)查,科學家發(fā)現(xiàn)加利福利亞銷售的魚類中約有四分之一都含有“人為碎片”。喜歡吃壽司或魷魚的朋友,順帶享用點聚乙烯塑料吧! 5更糟糕的是,微珠可吸引海水中的持久性有機污染物(POP)及其他毒素,然后通過浮游生物或斑馬貝傳遞至魚蝦、蛤蜊進入食物鏈,最后流入人體。例如,老鼠體內(nèi)含有大劑量聚乙烯,可引發(fā)癌癥;而攝入塑料也會引起肝臟和腎臟疾病。6這些事實并非沒有引起世界衛(wèi)生官員和立法者的注意。簽署了一份由兩黨共同提出的一份法案,目標是在 2019 年以前禁止在美國出售和分銷含有微珠的產(chǎn)品。加拿大也提議采取相同行動,并于2018 年執(zhí)行。7有些國家和組織反應(yīng)較慢,且采取的是非立法手段處理該問題。歐盟政策最初依據(jù)的是歐盟化妝品協(xié)會的調(diào)查結(jié)果。調(diào)查表明,歐盟廢水處理廠除去了廢水流中的大部分微珠,因此他們只是“向海洋環(huán)境排放塑料廢棄物的一個小源頭”。8歐盟化妝品協(xié)會代表了 4000 多家個人護理產(chǎn)品生產(chǎn)廠家。它建議其成員在 2020 年前停止使用微珠。評論家們表示這個時間太長了。其他有些人則擔心貿(mào)易組織給成員公司敞開了使用生物降解塑料的大門。9
解決全球性問題隨著全球禁止使用微珠的呼聲越來越高,對產(chǎn)品、食品和環(huán)境中所含微珠進行追蹤、識別和分類的最佳可用儀器成為了一個顯而易見的問題。對于品牌產(chǎn)品,確定是否含有微珠很容易,僅看成分標簽就知道了。如前文所述,大部分微塑料都是由聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)構(gòu)成。不過,也有一些其他的以石油為基礎(chǔ)的化學品微粒,如硬塑料和罐頭內(nèi)涂料中使用的雙酚 A(BPA)和雙酚 S(BPS)混有微珠,也會污染環(huán)境,,并對健康構(gòu)成巨大威脅。10 對于其他沒有標簽或標簽有誤導性的產(chǎn)品,只能通過分析檢測確認是否含有微塑料以及所含微塑料類型。
珀金埃爾默公司的解決方案Ian Robertson 是珀金埃爾默公司的材料表征科學家。他說,微珠可占到產(chǎn)品體積的 10% 左右。此外,微珠還不能進行生物降解;要識別我們食物和水中的每種微塑料碎片具有很大挑戰(zhàn)性。Robertson 說,“每種塑料微珠都有可讓人們對他們進行正確識別的特征信息”。他還說,識別聚合物和添加劑的主要分析方法就是紅外光譜法。珀金埃爾默公司在 1944 年發(fā)明了第一臺紅外光譜儀,并在 1954 年發(fā)明了紅外顯微鏡。公司提供從 Spotlight 400 紅外成像系統(tǒng)到便攜式、快速簡便的Spectrum TwoTM 紅外光譜儀先進的儀器,配備現(xiàn)成的操作指南、譜庫及 Spectrum Touch™軟件。Spectrum Two儀器是鑒別微珠中合成高分子材料的理想選擇。
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