การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกในชีวิตประจำวันปล่อยอนุภาคขนาดเล็กกว่าล้านล้านอนุภาคลงในน้ำ

การศึกษาของ NIST แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกในชีวิตประจำวันปล่อยอนุภาคขนาดเล็กมากนับล้านล้านลงในน้ำ

นักวิจัยของ NIST วิเคราะห์ถ้วยเครื่องดื่มแบบใช้ครั้งเดียว เช่น ถ้วยกาแฟ ซึ่งสามารถปล่อยอนุภาคนาโนหรืออนุภาคพลาสติกขนาดเล็กจำนวนหลายล้านล้านออกจากด้านในของถ้วยเมื่อน้ำร้อน เครดิต: N. Hanacek/NIST

พลาสติกรอบตัวเรา ไม่ว่าจะเป็นถุงของชำที่เราใช้ที่ซูเปอร์มาร์เก็ตหรือของใช้ในครัวเรือน เช่น ขวดแชมพูและน้ำยาซักผ้า พลาสติกไม่ได้มีอยู่ในฐานะวัตถุขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่ปล่อยออกมาจากผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าเหล่านี้ด้วย พลาสติกขนาดเล็กจิ๋วเหล่านี้สามารถไปอยู่ในสิ่งแวดล้อม และสามารถกินเข้าไปในร่างกายของเราได้

ตอนนี้ นักวิจัยจากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ได้วิเคราะห์ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสองสามรายการเพื่อทำความเข้าใจพลาสติกด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ให้ดีขึ้น พวกเขาพบว่าเมื่อผลิตภัณฑ์พลาสติกสัมผัสกับน้ำร้อน จะปล่อยอนุภาคนาโนหลายล้านล้านต่อลิตรลงไปในน้ำ

นักวิจัยของ NIST ได้เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสารทางวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม.

“ประเด็นหลักที่นี่คืออนุภาคพลาสติกทุกที่ที่เรามอง มีจำนวนมาก มีล้านล้านต่อลิตร เราไม่ทราบว่าอนุภาคเหล่านี้มีผลกระทบต่อสุขภาพของคนหรือสัตว์ เราแค่มีความมั่นใจสูงว่าพวกเขา อยู่ที่นั่น” Christopher Zangmeister นักเคมีของ NIST กล่าว

วัสดุพลาสติกมีหลายประเภท แต่ทั้งหมดประกอบด้วยพอลิเมอร์ สารธรรมชาติหรือสารที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอนุภาคขนาดเล็กมากจากพลาสติกขนาดใหญ่เหล่านี้ในมหาสมุทรและในสภาพแวดล้อมอื่นๆ นักวิจัยจำแนกออกเป็นสองกลุ่ม: ไมโครและนาโนพลาสติก

โดยทั่วไปแล้วไมโครพลาสติกจะถือว่ามีความยาวน้อยกว่า 5 มิลลิเมตรและสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ในขณะที่พลาสติกนาโนมีขนาดเล็กกว่าหนึ่งในล้านของเมตร (1 ไมโครเมตร) และส่วนใหญ่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์มาตรฐาน ผลการศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าสินค้าอุปโภคบริโภคบางอย่างที่บรรจุของเหลวหรือมีปฏิกิริยากับของเหลว เช่น ขวดนมเด็กโพลีโพรพีลีน (PP) และถุงชาพลาสติกไนลอน ปล่อยอนุภาคพลาสติกเหล่านี้ลงไปในน้ำโดยรอบ

ในการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยของ NIST ได้ศึกษาผลิตภัณฑ์พลาสติกเชิงพาณิชย์สองประเภท: ถุงไนลอนเกรดอาหาร เช่น แผ่นรองอบ—แผ่นพลาสติกใสที่วางในถาดอบเพื่อสร้างพื้นผิวที่ไม่เกาะติดที่ป้องกันการสูญเสียความชื้น—และเครื่องดื่มร้อนแบบใช้ครั้งเดียว ถ้วยเช่นถ้วยกาแฟ ถ้วยเครื่องดื่มที่พวกเขาวิเคราะห์ถูกเคลือบด้วยโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) ซึ่งเป็นฟิล์มพลาสติกที่อ่อนนุ่มยืดหยุ่นได้ซึ่งมักใช้เป็นวัสดุบุรอง

ถ้วยเครื่องดื่มที่ปูด้วย LDPE สัมผัสกับน้ำที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส (212 องศาฟาเรนไฮต์) เป็นเวลา 20 นาที

ในการวิเคราะห์อนุภาคนาโนที่ปล่อยออกมาจากผลิตภัณฑ์พลาสติกเหล่านี้ อันดับแรก นักวิจัยจำเป็นต้องกำหนดวิธีการตรวจจับ Zangmeister กล่าวว่า “ลองนึกภาพการมีน้ำหนึ่งถ้วยในถ้วยกาแฟแบบพกติดตัวทั่วไป อาจมีอนุภาคหลายพันล้านอนุภาค และเราจำเป็นต้องหาวิธีค้นหาพลาสติกนาโนเหล่านี้ เหมือนกับการหาเข็มในกองฟาง” Zangmeister กล่าว

ดังนั้นเขาและเพื่อนร่วมงานจึงต้องใช้แนวทางใหม่ Zangmeister กล่าวว่า “เราใช้วิธีการเทน้ำที่อยู่ในถ้วย ฉีดให้เป็นละอองฝอย และทำให้หมอกแห้งและทุกอย่างที่เหลือในสารละลาย” ผ่านกระบวนการนี้ อนุภาคนาโนจะถูกแยกออกจากส่วนที่เหลือของสารละลาย

การศึกษาของ NIST แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกในชีวิตประจำวันปล่อยอนุภาคขนาดเล็กมากนับล้านล้านลงในน้ำ

ภาพความละเอียดสูงของอนุภาคนาโนที่พบในถ้วยเครื่องดื่มแบบใช้ครั้งเดียว เช่น ถ้วยกาแฟ ในระดับไมโครมิเตอร์ (หนึ่งในล้านของหนึ่งเมตร) เครดิต: C. Zangmeister/NIST ดัดแปลงโดย N. Hanacek/NIST

ก่อนหน้านี้มีการใช้เทคนิคนี้ในการตรวจจับอนุภาคขนาดเล็กในบรรยากาศ “ดังนั้น เราไม่ได้สร้างวงล้อขึ้นใหม่ แต่นำไปใช้กับพื้นที่ใหม่” Zangmeister กล่าว

หลังจากที่หมอกแห้ง อนุภาคนาโนในนั้นจะถูกจัดเรียงตามขนาดและประจุ นักวิจัยสามารถระบุขนาดเฉพาะได้ เช่น อนุภาคนาโนประมาณ 100 นาโนเมตร และส่งผ่านไปยังเครื่องนับอนุภาค อนุภาคนาโนสัมผัสกับไอร้อนของบิวทานอล ซึ่งเป็นแอลกอฮอล์ชนิดหนึ่ง แล้วเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว เมื่อแอลกอฮอล์กลั่นตัว อนุภาคจะพองตัวจากขนาดนาโนเมตรเป็นไมโครมิเตอร์ ทำให้สามารถตรวจจับได้มากขึ้น กระบวนการนี้เป็นแบบอัตโนมัติและดำเนินการโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ซึ่งนับอนุภาค

นักวิจัยยังสามารถระบุองค์ประกอบทางเคมีของอนุภาคนาโนโดยวางบนพื้นผิวและสังเกตพวกมันด้วยเทคนิคที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ซึ่งจะถ่ายภาพความละเอียดสูงของตัวอย่างโดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูง และอินฟราเรดแปลงฟูเรียร์ สเปกโทรสโกปี ซึ่งเป็นเทคนิคที่จับสเปกตรัมแสงอินฟราเรดของก๊าซ ของแข็งหรือของเหลว

เทคนิคทั้งหมดนี้ใช้ร่วมกันทำให้ได้ภาพขนาดและองค์ประกอบของอนุภาคนาโนที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

ในการวิเคราะห์และการสังเกต นักวิจัยพบว่าขนาดเฉลี่ยของอนุภาคนาโนอยู่ระหว่าง 30 นาโนเมตรถึง 80 นาโนเมตร โดยมีขนาดเล็กกว่า 200 นาโนเมตร นอกจากนี้ ความเข้มข้นของอนุภาคนาโนที่ปล่อยลงในน้ำร้อนจากไนลอนเกรดสำหรับอาหารยังสูงกว่าถ้วยเครื่องดื่มแบบใช้ครั้งเดียวถึง 7 เท่า

“ในทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบพลาสติกทุกที่ที่เรามองไปในสิ่งแวดล้อม ผู้คนได้ดูหิมะในทวีปแอนตาร์กติกา ด้านล่างของทะเลสาบน้ำแข็ง และพบว่าไมโครพลาสติกมีขนาดใหญ่กว่าประมาณ 100 นาโนเมตร ซึ่งหมายความว่าไม่น่าจะเล็กพอที่จะเข้าไปในเซลล์ และทำให้เกิดปัญหาทางร่างกาย” จางไมสเตอร์กล่าว

“การศึกษาของเราแตกต่างออกไปเพราะอนุภาคนาโนเหล่านี้มีขนาดเล็กมากและเป็นเรื่องใหญ่เพราะสามารถเข้าไปในเซลล์ซึ่งอาจรบกวนการทำงานของมัน” Zangmeister กล่าวซึ่งเน้นว่าไม่มีใครกำหนดว่าจะเป็นเช่นนั้น

สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) ควบคุมพลาสติกที่สัมผัสกับอาหารที่เรากินหรือน้ำที่เราดื่ม หน่วยงานมีมาตรฐานและมาตรการด้านความปลอดภัยเพื่อพิจารณาว่าสิ่งใดปลอดภัย นักวิจัยของ FDA ทำการทดสอบอย่างเข้มงวดเกี่ยวกับพลาสติกเหล่านี้ และวัดว่าพลาสติกจะสูญเสียมวลไปมากเพียงใดเมื่อสัมผัสกับน้ำร้อน ตัวอย่างเช่น องค์การอาหารและยาได้กำหนดให้ไนลอนเกรดอาหาร (เช่นที่ใช้ในถุงชา) สามารถสูญเสียมวลได้มากถึง 1% อย่างปลอดภัยภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง ในการศึกษาของ NIST โดยใช้เทคนิคใหม่ของพวกเขา นักวิจัยพบว่าหนึ่งในสิบของเปอร์เซ็นต์ของมวลหายไป ซึ่งต่ำกว่าขีดจำกัดของ FDA ในปัจจุบันอย่างมากสำหรับสิ่งที่ถือว่าปลอดภัย

Zangmeister ตั้งข้อสังเกตว่าไม่มีการทดสอบที่ใช้กันทั่วไปในการวัด LDPE ที่ปล่อยลงในน้ำจากตัวอย่าง เช่น ถ้วยกาแฟ แต่มีการทดสอบสำหรับพลาสติกไนลอน ข้อค้นพบจากการศึกษาครั้งนี้สามารถช่วยในการพัฒนาการทดสอบดังกล่าว ในระหว่างนี้ Zangmeister และทีมของเขาได้วิเคราะห์ผลิตภัณฑ์และวัสดุสำหรับผู้บริโภคเพิ่มเติม เช่น ผ้า ผ้าฝ้ายโพลีเอสเตอร์ ถุงพลาสติก และน้ำที่เก็บไว้ในท่อพลาสติก

ข้อค้นพบจากการศึกษาครั้งนี้ รวมกับวัสดุประเภทอื่นๆ ที่วิเคราะห์แล้ว จะเป็นการเปิดช่องทางใหม่ในการวิจัยในด้านนี้ต่อไป “การศึกษาส่วนใหญ่ในหัวข้อนี้เขียนขึ้นเพื่อให้ความรู้กับเพื่อนนักวิทยาศาสตร์ บทความนี้จะทำทั้งสองอย่าง: ให้ความรู้นักวิทยาศาสตร์และดำเนินการเผยแพร่สู่สาธารณะ” จางไมสเตอร์กล่าว


ถุงชาพลาสติกปล่อยอนุภาคขนาดเล็กลงในชา


ข้อมูลมากกว่านี้:
Christopher D. Zangmeister et al ผลิตภัณฑ์พลาสติกสำหรับผู้บริโภคแบบใช้ครั้งเดียวทั่วไปปล่อยอนุภาคนาโนขนาดย่อย 100 นาโนเมตรต่อลิตรลงในน้ำระหว่างการใช้งานปกติ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม (2022). ดอย: 10.1021/acs.est.1c06768

ให้บริการโดยสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ

เรื่องนี้ได้รับการตีพิมพ์ซ้ำโดยได้รับความอนุเคราะห์จาก NIST อ่านเรื่องราวต้นฉบับที่นี่

การอ้างอิง: การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกในชีวิตประจำวันปล่อยอนุภาคขนาดเล็กกว่าล้านล้านอนุภาคลงในน้ำ (2022, 20 เมษายน) ดึงข้อมูล 20 เมษายน 2565 จาก https://phys.org/news/2022-04-everyday-plastic-products-trillions-microscopic.html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*