水瓶中的塑膠
在我們的日常生活中，塑膠無處不在。從極地冰到土壤、從飲用水到食物，到處都有它們的身影。近年來，微塑膠（1微米~5毫米）甚至奈米塑膠（小於1微米）的存在，更是引起了人們對健康的擔憂。因為當塑膠逐漸分解成這些更小的碎片時，它們正在進入人類和其他生物體內。
相比之下，體積更小的奈米塑膠被認為毒性更大，因為它們能夠通過腸道和肺部直接進入血液，並從那裡進入心臟和腦等器官；還可以侵入單個細胞，並穿過胎盤進入未出生嬰兒的身體。科學家正在競相研究這些塑膠顆粒對各種生物系統可能產生的影響。
瓶裝水是這類研究的一大重點。有研究表明，每個瓶裝水容器中，都含有數萬個可被識別的塑膠碎片。不過，由於技術上的限制，過去的研究都無法直接聚焦奈米塑膠。
在一項新發表在《美國國家科學院院刊》的研究中，一組研究人員首次對瓶裝水中的微小顆粒進行了精確的計數和識別。他們發現，平均每升水中就含有約24萬個可檢測到的塑膠碎片。
難以捕捉的奈米塑膠
全球每年有接近4億噸的塑膠產量。每年有超過3000萬噸的塑膠被傾倒在水中或陸地上，許多用塑膠製成的產品，包括合成紡織品，都會在使用過程中有顆粒掉落。與天然有機物質不同，大多數塑膠不會分解成相對良性的物質，它們只是分裂再分裂，成為越來越小的但具有相同化學成分的顆粒。除了單個分子之外，它們的大小在理論上是沒有限制的。
2018年的一項研究發現，瓶裝水中平均每升含有325個塑膠顆粒。這在很大程度上成為了一個公共問題，在後續的研究中，這個數字翻了很多倍。科學家開始懷疑，瓶裝水中存在著比他們統計的還要多的粒子，但對於1微米以下的奈米塑膠，是難以進行準確估計的。
首次計算與識別
這項新研究使用了一種被稱為受激拉曼散射顯微術的技術，這種技術涉及到使用兩種同步鐳射器來探測樣品，這兩種鐳射器被調節成能夠使特定分子產生共振。研究人員針對7種常見的塑膠，創建了一個資料驅動的演算法來解讀結果。他們強調：「探測是一回事，知道探測到的是什麼則是另一回事。」
研究人員測試了在美國銷售的三種常見的瓶裝水品牌，分析了最小值為100奈米的塑膠顆粒。在每升水中，他們發現了11萬到37萬個塑膠碎片，其中90%是奈米塑膠，其餘的是微塑膠。不僅如此，他們還確定了這些塑膠分別是7種特定塑膠中的哪一種，並繪製了它們的形狀。這些資訊在生物醫學研究中可能很有價值。
一種常見的是聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），這並不奇怪，因為許多瓶裝水的水瓶都是由PET製成的。這種材料也用於製作汽水瓶、運動飲料的容器以及番茄醬和蛋黃醬等產品的容器。當這些瓶子被擠壓或受熱時，它可能會隨著碎片脫落而進入水中。最近的一項研究表明，當你反覆打開或關閉瓶蓋時，許多顆粒就會落入水中，並且微小的顆粒會受到研磨。
聚苯乙烯塑膠的微小顆粒在一種新的顯微技術成像下的樣子，它的直徑約為200奈米。（圖/Naixin Qian）
然而，聚醯胺（一種尼龍）的數量超過了PET。研究人員指出，諷刺的是，如此大量的聚醯胺，有可能是源自於裝瓶之前，用來淨化水的塑膠過濾器。此外，研究人員還發現了其他常見的塑膠，比如聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯，這些塑膠都被用於各種各樣的工業生產過程中。
一個令人不安的資訊是：研究人員所尋找的這7種塑膠類型，只佔了樣本中發現的所有奈米粒子的10%左右，他們還不知道剩下的都是些什麼。如果它們都是奈米塑膠，這意味著每升塑膠的數量可能達到數千萬個，而且它們幾乎可以是任何東西。這表明，在看似簡單的水樣中，有著極其複雜的顆粒組成。
亟待大規模研究
除此之外，研究團隊計劃研究自來水。自來水也被證明含有微塑膠，只是比瓶裝水少得多。研究人員指出，全球擁有大量的奈米塑膠亟待研究。他們還將與環境健康專家合作，測量各種人體組織中的奈米塑膠，並檢查它們對發育和神經系統的影響。
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編譯：小雨
排版：雯雯
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封面圖&首圖：Naixin Qian