警惕厨房常见的清洁海绵!南大、东南团队研究:磨损后每克释放出650万个塑料微粒,恐伤脑伤肝
2024-07-08 Swagpp MedSci原创 发表于上海
磨损后的海绵每克会释放出650万个微塑料纤维(MPFs);而放眼全球,因消耗清洁海绵而产生的总排放量将达到4.9万亿个!
生活中有这样一种东西,几乎家家户户每天在使用它,但很少有人知道它是什么构成的——没错,那就是「清洁海绵」。
“清洁海绵”,又称三聚氰胺海绵,是一种由聚三聚氰胺-甲醛聚合物组成的典型聚合物海绵,具有开放式蜂窝结构,并与支柱相互连接。最早,三聚氰胺海绵被用作阻燃剂和噪音消减剂,广泛应用在民用、建筑和航空工业中。
但三聚氰胺海绵的作用不限于此,由于其特殊的孔隙率与氮含量,研究者发现它在处理水和溢油上具有广阔的应用前景。于是,自2000年以来,清洁海绵成为了不可或缺的家用清洁工具,被人们亲切地称为“神奇的橡皮擦”。
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不过,日常使用清洁海绵的过程中,会出现一个很常见的现象:清洁海绵很容易“烂掉”。
由于聚合分子的三嗪环之间没有柔性长链,三氯氰胺产品的耐磨性并不好,除了肉眼可见的“破损”之外,三氯氰胺化合物还会在磨损过程中释放出人眼看不到的微塑料。更令人心惊的是,已有检测在废水和土壤中发现了含三聚氰胺的微塑料的存在!
于是,科学家们将目光投向了这个“存在感不高”的微塑料排放源。近日,来自南京大学和东南大学的联合研究团队探究了“魔术擦”在不同粗糙程度的金属表面摩擦后的情况,结果显示:磨损后的海绵每克会释放出650万个微塑料纤维(MPFs);而放眼全球,因消耗清洁海绵而产生的总排放量将达到4.9万亿个!
https://doi.org/10.1021/acs.est.4c00846
对于微塑料,读者们并不陌生。随着塑料制品消费量的逐年增加,塑料污染成为了全球面临的最紧迫的环境威胁之一。而这些塑料制品释放出来的塑料碎片,又会在物理、化学和生物的进一步降解后分解成为“更微小但更严重”的威胁,即微塑料。
其中,MPFs是环境微塑料的主要类别,约占80-90%。生活中的MPFs主要来自纺织品,而通过施加外力摩擦又会大大增多纺织品释放出的微塑料,比如磨损的聚酯纺织品释放出来的MPFs是普通的十倍及以上。
那么,由聚合物海绵制成的、极易产生磨损的“清洁海绵”究竟会产生多少量级的MPFs呢?
研究者从市面上购买了三种白色三聚氰胺海绵,均是国内常见的家用清洁品牌。光谱分析显示,不同品牌的海绵具有相似但不完整的一致结构。
在被粗糙金属表面磨损之后,“魔术擦”的质量大约减少了4.9-8.7%,可见海绵在磨损后释放出大量的塑料颗粒。然而,即使没有磨损,海绵的质量依然减少了1.8-4.0%,这种程度的质量减少主要归因于MPFs的释放和甲醛溶解或挥发。
三种海绵结构
激光扫描共聚焦显微镜(LSM)成像得到的结果更为直观——清洁海绵的质量每损失1g,将会产生240-1010万的MPFs。
当MPFs数量与质量损失进行归一化后,清洁海绵的每克磨损大约会产生650万微塑料纤维,这几乎与24小时机械搅拌口罩释放出的MPFs数量相当。
此外,对比了三种海绵后发现,高密度海绵中含有更多的短支柱和更少的长支柱。也就是说,高密度海绵有着更高的耐磨性且不易开裂,会产生更少的MPFs。
磨损海绵释放出的微塑料数量和长度
有意思的是,研究者进一步具像化了清洁海绵造成的“全球污染”。
基于亚马逊和eBay数据,研究者估计全球至少售出了5.9亿个清洁海绵,约合7.5吨。假设有10%的海绵被完全磨损,每克磨损的海绵会释放出650万MPFs,那么全球范围内将释放出4.9万亿个微塑料纤维。
研究者强调,海绵磨损导致的微塑料污染可能远超想象。由于只统计了在线销售情况,本研究中收集到的数据只不过是“冰山一角”。
事实上,生活中清洁海绵的使用场景真不少,比如:室内平底锅、浴缸和地板的清洁以及室外汽车轮胎、庭院和栏杆等多种物品的擦拭,所以全球排放量只多不少,并在不知不觉中造成了严重的微塑料污染!
清洁海绵释放出大量的MPFs
综上所述,“清洁海绵”带来的微塑料污染值得关注。每磨损1g的海绵将释放出650万个MPFs,而放眼全球,这一量级是相当骇人的!
事实上,这些微塑料以及纳米塑料早已伴随着饮食和环境侵入了人体内,科学家已在人类的肠胃、肺部以及胎盘等多个器官中发现了微塑料。而去年,来自首都医科大学的研究学者竟在与外部环境没有接触的器官“心脏及其周围组织”中监测到微塑料,说明微塑料带来的污染已达到了人体最深的解剖结构。
微塑料在人体内的分布情况
而这些入侵人体的微塑料,又会给人体健康带来“出乎预料”的损害,而且这种影响往往是“温水煮青蛙式”的——很容易被忽视,但对健康的危害是积年累月的!
比如:维也纳医科大学的研究发现,仅摄入后2小时,微塑料就会穿过血脑屏障抵达大脑,增加炎症、神经系统疾病以及退行性疾病的风险;浙江大学医学院的李兰娟院士及其团队还发现,食物和空气传播的微塑料会损害肝脏功能、破坏血清抗氧化活性,导致肝脏病变甚至“肝中毒”......
因此,减少塑料制品的使用势在必行!本次研究人员也呼吁商家改良“魔术擦”的制造工艺;而作为消费者,可以更多地选择天然纤维制成的清洁产品,比如丝瓜瓤或竹子,减少三聚氰胺海绵的使用。千万不要等到身体被彻底“塑化”后再追悔莫及!
参考资料:
[1]Su Y, Yang C, Wang S, Li H, Wu Y, Xing B, Ji R. Mechanochemical Formation of Poly(melamine-formaldehyde) Microplastic Fibers During Abrasion of Cleaning Sponges. Environ Sci Technol. 2024 Jun 18;58(24):10764-10775. doi: 10.1021/acs.est.4c00846. Epub 2024 Jun 6. PMID: 38843113.
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