塑料包围着我们，无论是我们在超市使用的购物袋，还是洗发水和洗涤剂瓶等家居用品。塑料不仅以大型物体的形式存在，还以从这些大型产品中释放出来的微观粒子的形式存在。这些微小的塑料最终会进入环境，并被我们的身体吸收。现在，美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员分析了几种广泛使用的消费品，以更好地了解这些微观塑料。他们发现，当塑料产品暴露在热水中时，每升塑料产品会向水中释放数万亿纳米粒子。

NIST的研究人员在科学杂志上发表了他们的发现环境科学与技术。

“这里最重要的一点是，我们看到的任何地方都有塑料颗粒。他们有很多人。万亿每升。我们不知道这些是否对人或动物的健康有不良影响。我们很有信心它们就在那里，”NIST化学家Christopher Zangmeister说。

有许多不同类型的塑料材料，但它们都是由聚合物、天然或人造物质组成的大分子连接在一起。科学家们在海洋和许多其他环境中发现了来自这些较大塑料的微观粒子。研究人员将它们分为两组:微塑料和纳米塑料。微塑料通常被认为长度小于5毫米，可以用肉眼看到，而纳米塑料小于百万分之一米(1微米)，大多数甚至不能用标准显微镜看到。最近的研究表明，一些盛放液体或与液体相互作用的消费品，如聚丙烯(PP)婴儿奶瓶和尼龙塑料茶包，会将这些塑料颗粒释放到周围的水中。

在他们的研究中，NIST的研究人员观察了两种类型的商业塑料产品:食品级尼龙袋，如烘焙衬垫——置于烤盘中的透明塑料片，以形成不粘表面，防止水分流失——和一次性热饮料杯，如咖啡杯。他们分析的饮料杯涂有低密度聚乙烯(LDPE)，这是一种柔软柔韧的塑料薄膜，常用作衬里。LDPE内衬的饮料杯暴露在100摄氏度(212华氏度)的水中20分钟。为了分析从这些塑料产品中释放的纳米颗粒，研究人员首先需要确定如何检测它们。“想象一下，用普通的外带咖啡杯装一杯水。它可能有数十亿个粒子，我们需要弄清楚如何找到这些纳米塑料。这就像大海捞针，”赞梅斯特说。所以，他和他的同事们不得不用一种新的方法。“我们使用了一种方法，将杯中的水喷成细雾，然后干燥雾和溶液中剩余的所有物质，”赞梅斯特说。通过这一过程，纳米颗粒从溶液的其余部分中分离出来。这项技术之前已经被用于探测大气中的微小颗粒。“所以，我们不是重新发明轮子，而是把它应用到一个新的领域，”赞梅斯特说。

雾气干燥后，其中的纳米粒子按照大小和电荷进行分类。然后，研究人员可以指定一个特定的尺寸，例如100纳米左右的纳米粒子，并将它们传送到粒子计数器中。纳米颗粒暴露在丁醇(一种酒精)的热蒸汽中，然后迅速冷却。随着酒精的浓缩，颗粒从纳米膨胀到微米，使得它们更容易被探测到。这个过程是自动化的，由一个计算粒子数量的计算机程序运行。

研究人员还可以通过将纳米粒子放在一个表面上，用扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱技术观察它们，来确定纳米粒子的化学成分。扫描电子显微镜使用高能电子束拍摄样本的高分辨率图像，傅立叶变换红外光谱技术可以捕捉气体、固体或液体的红外光谱。所有这些技术一起使用提供了纳米颗粒的尺寸和组成的更完整的图像。在他们的分析和观察中，研究人员发现纳米颗粒的平均尺寸在30纳米和80纳米之间，很少有超过200纳米的。此外，从食品级尼龙中释放到热水中的纳米颗粒浓度比一次性饮料杯高7倍。“在过去的十年里，科学家们在我们观察环境的任何地方都发现了塑料。人们已经观察了南极洲的雪，冰川湖的底部，发现了大于约100纳米的微塑料，这意味着它们可能不够小，不足以进入细胞并引起身体问题，”赞梅斯特说。“我们的研究是不同的，因为这些纳米粒子真的很小，这是一件大事，因为它们可以进入细胞内部，可能会破坏细胞的功能，”Zangmeister说，他还强调说，没有人确定会是这种情况。

美国美国食品药品监督管理局(食品及药物管理局)调节着接触我们吃的食物或喝的水的塑料。该机构有适当的标准和安全措施来确定什么是安全的。FDA的研究人员对这些塑料进行了严格的测试，并测量了当暴露在热水中时有多少塑料质量损失。举个例子，食品和药物管理局已经确定食品级尼龙(例如用于茶包)在高温条件下可以安全地损失高达1%的质量。在NIST使用新技术的研究中，研究人员发现质量损失了0 . 1 %,这大大低于目前FDA的安全限量。

Zangmeister指出，没有一种常用的测试方法来测量从咖啡杯等样品中释放到水中的LDPE，但有针对尼龙塑料的测试方法。这项研究的发现可能有助于开发这样的测试。与此同时，Zangmeister和他的团队分析了其他消费品和材料，如织物、棉聚酯、塑料袋和储存在塑料管中的水。

这项研究的发现，结合其他类型材料的分析，将为这一领域的研究开辟新的途径。“大多数关于这个主题的研究都是为了教育科学家同行。这篇论文将做两件事:教育科学家和进行公众宣传。