اخبار علمی, اخبار محیط زیست و اجتماعی, مطالب
محصولات پلاستیکی روزمره مانند فنجان‌های قهوه، تریلیون‌ها ذرات میکروسکوپی را در آب آزاد می‌کنند.
اخبار محیط زیست
محققان NIST فنجان‌های نوشیدنی یکبار مصرف، مانند فنجان‌های قهوه را که می‌توانند تریلیون‌ها نانوذره یا ذرات پلاستیکی ریز را از پوشش داخلی فنجان در هنگام گرم شدن آب آزاد کنند، تجزیه و تحلیل کردند.
عکس از: N. Hanacek/NIST
پلاستیک‌ها در اطراف ما هستند، چه کیسه‌های مواد غذایی که در سوپرمارکت استفاده می‌کنیم و چه اقلام خانگی مانند شامپو و بطری‌های مواد شوینده. پلاستیک‌ها فقط اجسام بزرگی که می‌بینید نیستند، بلکه از ذرات میکروسکوپی بسیار کوچک تری تشکیل شده‌اند. این پلاستیک‌های میکروسکوپی می‌توانند به محیط زیست ختم شوند و به بدن ما وارد شوند.
اکنون، دانشمندان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) برخی از محصولات روزمره پرمصرف را برای درک بهتر این پلاستیک‌های میکروسکوپی تجزیه و تحلیل کرده‌اند. آنها دریافتند که وقتی محصولات پلاستیکی در معرض آب داغ قرار می‌گیرند، تریلیون‌ها نانوذرات در هر لیتر در آب آزاد می‌کنند.
محققان NIST اخیرا یافته‌های خود را در مجله علمی Environmental Science and Technology منتشر کرده‌اند.
محصولات پلاستیکی
نکته اصلی اینجا این است که به هر کجا که نگاه کنیم ذرات پلاستیکی وجود دارد. تریلیون‌ها نانو ذره در یک لیتر!
ما نمی‌دانیم که آیا آنها اثرات بدی بر سلامتی افراد یا حیوانات دارند. ما فقط اطمینان داریم که آنها وجود دارند.»
انواع مختلفی از مواد پلاستیکی وجود دارد، اما همه آنها از پلیمرهایی ساخته شده‌اند که از مواد طبیعی یا از ساخت انسان هستند و مولکول‌های بزرگ‌شان به هم مرتبط هستند. دانشمندان این ذرات میکروسکوپی را از پلاستیک‌های بزرگی که در بسیاری از محیط‌ها از جمله اقیانوس‌ها وجود دارند، یافته اند. محققان آنها را به دو گروه میکرو و نانوپلاستیک دسته بندی می‌کنند.
تصاویری با وضوح بالا از نانوذرات موجود در فنجان‌های نوشیدنی یکبار مصرف، مانند فنجان‌های قهوه، در مقیاس میکرومتر (یک میلیونیم متر). عکس: C. Zangmeister/NIST، توسط N. Hanacek/NIST
میکروپلاستیک‌ها معمولاً کمتر از 5 میلی‌متر (0.2 اینچ) طول در نظر گرفته می‌شوند و با چشم غیرمسلح قابل مشاهده هستند، در حالی که نانوپلاستیک‌ها کوچک‌تر از یک میلیونیم متر (یک میکرومتر) هستند و اکثر آنها را حتی با میکروسکوپ استاندارد نمی‌توان دید. مطالعات اخیر نشان داده است که برخی از محصولات مصرفی که مایعات را در خود نگه می‌دارند یا با آنها تعامل دارند، مانند بطری‌های پلی‌پروپیلن (PP) و کیسه‌های چای پلاستیکی نایلونی، این ذرات پلاستیکی را در آب اطراف آزاد می‌کنند.
محققان NIST در مطالعه خود، دو نوع محصول پلاستیکی تجاری را مورد بررسی قرار دادند: کیسه‌های نایلونی مخصوص مواد غذایی، مانند ظرف‌های کاغذی مخصوص پخت شیرینی جهت قرار دادن در تابه‌های پخت برای ایجاد یک سطح نچسب که مانع از دست رفتن رطوبت می‌شود و فنجان نوشیدنی گرم یکبار مصرف مانند فنجان قهوه. فنجان‌های نوشیدنی که محققان تجزیه و تحلیل کردند حاوی پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) و یک نوار پلاستیکی انعطاف پذیر نرم که اغلب به عنوان آستر استفاده می‌شود، پوشانده شده بود.
بیشتر از محیط زیست بخوانید:
بسیاری از محصولات کودکان “دوستدار محیط زیست”، حاوی مواد شیمیایی سمی PFAS هستند.
روش‌های تفکر شهری در مقابل حومه شهر: شهرنشینی با دانش اکولوژیکی ضعیف، اقدامات زیست‌محیطی کمتر به همراه دارد.
سفر به 518 میلیون سال پیش حیات
فنجان‌های نوشیدنی با پوشش LDPE به مدت 20 دقیقه در معرض آب 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) قرار گرفتند.
برای تجزیه و تحلیل نانوذرات آزاد شده از این محصولات پلاستیکی، محققان ابتدا باید چگونگی تشخیص آنها را تعیین کنند. تصور کنید مقداری آب در یک فنجان پلاستیکی دارید. این می‌تواند میلیاردها ذره داشته باشد و ما باید چگونگی پیدا کردن این نانوپلاستیک‌ها را بیابیم. Zangmeister گفت: مثل پیدا کردن سوزن در انبار کاه است.
بنابراین، او و همکارانش مجبور شدند از رویکرد جدیدی استفاده کنند. Zangmeister گفت: « ما از روشی برای برداشتن آب موجود در فنجان استفاده کردیم، آن را روی یک غبار اسپری کردیم، و غبار و تمام آنچه در محلول باقی مانده بود را خشک کردیم.” از طریق این فرآیند، نانوذرات از بقیه محلول جدا می‌شوند. این تکنیک قبلاً برای تشخیص ذرات ریز در جو استفاده شده است. Zangmeister گفت: “ما چیزی را مجدد اختراع نمی‌کنیم بلکه آن را در آزمایشی دیگر دوباره به کار می‌بریم.”
پس از خشک شدن غبار، نانوذرات موجود در آن بر اساس اندازه و بارشان دسته بندی شدند. سپس محققان توانستند اندازه خاصی را مشخص کنند، به عنوان مثال نانوذرات حدود 100 نانومتر، و آنها را به یک شمارنده ذرات منتقل کردند. نانوذرات در معرض بخار داغ بوتانول، نوعی الکل قرار گرفتند و سپس به سرعت سرد شدند. با متراکم شدن الکل، ذرات از اندازه نانومتر به میکرومتر متورم شدند و قابل تشخیص تر شدند. این فرآیند به صورت خودکار و توسط یک برنامه کامپیوتری اجرا می‌شود که ذرات را می‌شمارد.
محققان همچنین می‌توانند ترکیب شیمیایی نانوذرات را با قرار دادن آنها بر روی سطح و مشاهده آنها با تکنیک‌هایی به نام میکروسکوپ الکترونی روبشی شناسایی کنند که با استفاده از پرتویی از الکترون‌های پرانرژی و تبدیل فوری مادون قرمز تصاویری با وضوح بالا از نمونه می‌گیرد، تکنیکی که طیف نور مادون قرمز گاز، جامد یا مایع را می‌گیرد.
همه این تکنیک‌ها با هم تصویر کامل‌تری از اندازه و ترکیب نانوذرات ارائه کردند. محققان، در تجزیه و تحلیل و مشاهدات خود، دریافتند که اندازه متوسط نانوذرات بین 30 نانومتر تا 80 نانومتر و تعداد کمی از آنها بالای 200 نانومتر است. علاوه بر این، غلظت نانوذرات منتشر شده در آب گرم، از نایلون غذایی در مقایسه با فنجان‌های نوشیدنی یکبار مصرف، هفت برابر بیشتر بود.
“در دهه گذشته، به هر کجای محیط که نگاه می‌کردیم، پلاستیک‌ها را میافتیم. به برف‌های قطب جنوب و کف دریاچه‌های یخبندان هم نگاه کردیم و میکروپلاستیک‌هایی بزرگ‌تر از ۱۰۰ نانومتر پیدا کردیم، این به این معنی است که احتمالاً آن‌قدر کوچک نیستند که وارد یک سلول شوند و مشکلات فیزیکی ایجاد کنند.
محصولات پلاستیکی
Zangmeister، همچنین تاکید کرد که هیچ کس تعیین نکرده است که چنین خواهد بود. او گفت: “مطالعه ما متفاوت است زیرا این نانوذرات واقعا کوچک هستند و مشکل بزرگی به شمار می‌آیند زیرا می‌توانند به داخل یک سلول نفوذ کرده و احتمالاً عملکرد آن را مختل کنند.”
سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)، استاندارد ظروف پلاستیکی مخصوص مواد غذایی و یا لیوان‌های پلاستیکی که در آن آب می‌نوشیم را تنظیم می‌کند. این سازمان استانداردها و اقدامات ایمنی را برای تعیین موارد ایمن دارد. محققان FDA آزمایش‌های دقیقی بر روی این پلاستیک‌ها انجام می‌دهند و اندازه‌گیری می‌کنند که چه مقدار جرم پلاستیکی هنگام قرار گرفتن در معرض آب داغ از بین می‌رود. به عنوان مثال، سازمان غذا و داروی آمریکا تشخیص داده است
که نایلون مخصوص مواد غذایی (مانند آنچه در کیسه‌های چای استفاده می‌شود) می‌تواند تا 1 درصد از جرم خود را در شرایط دمای بالا از دست بدهد. در مطالعه NIST، محققان با استفاده از روش جدیدی دریافتند که یک دهم درصد از جرم از بین رفته است، که به طور قابل توجهی کمتر از محدودیت‌های فعلی FDA برای مواردی است که باید در ایمنی در نظر گرفته شود.
Zangmeister اشاره کرد که آزمایش معمولی برای اندازه گیری LDPEهایی که از نمونه‌هایی مانند فنجان قهوه در آب آزاد می‌شود وجود ندارد، اما آزمایش‌هایی برای پلاستیک‌های نایلونی وجود دارد. در همین حال، Zangmeister و تیم او محصولات و مواد مصرفی اضافی مانند پارچه، پلی استر پنبه، کیسه‌های پلاستیکی و آب ذخیره شده در لوله‌های پلاستیکی را تجزیه و تحلیل کرده اند.
یافته‌های این مطالعه، همراه با یافته‌های سایر انواع مواد تحلیل‌شده، راه‌های جدیدی را برای تحقیق در این زمینه در آینده باز خواهد کرد. “بیشتر مطالعات در مورد این موضوع به منظور آموزش به دانشمندان نوشته شده است. این مقاله هر دو کار را انجام می‌دهد: آموزش دانشمندان و اطلاع رسانی عمومی.»
مرجع: “محصولات پلاستیکی یکبار مصرف روزمره، تریلیون‌ها نانوذرات زیر 100 نانومتر در هر لیتر آب طی هر استفاده آزاد می‌کنند.”
مطالب علمی بیشتر راجع به محیط زیست بخوانید:
زیست شناسی دریا
اکولوژی چیست؟
مترجم: بهار کنعانی
