科学研究
微塑料和邻苯二甲酸酯口罩迁移研究
发布时间:2023年2月9日
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研究背景:

为了减少和预防SARS-CoV-19大流行的传播,世界各国政府被敦促引入口罩等防护装备的使用。不同种类的口罩正在被使用:外科或医用,FFP2, N95,棉口罩,时尚口罩或活性炭口罩。外科口罩由三层组成:外层(非织造纤维)、中间层(熔喷纤维)和内层(软纤维)。FFP2口罩由5层组成:外层2层无纺布,2层熔喷纤维,内层1层软纤维。每一层都发挥着特定的功能:外层有效抑制和隔离大颗粒和粉尘;中间层为主要过滤层;内层低致敏性,透气性好,佩戴舒适。它们的制造材料主要由聚合物组成,其中聚丙烯(PP)是使用最广泛的。不同的口罩含有不同数量的塑料聚合物:外科口罩含有约4.5克PP,而FFP2含有约9克。口罩的不正确处理会将大量塑料引入环境。此外,口罩中的邻苯二甲酸酯等增塑剂,容易从塑料材料中迁移,而危害环境或人体健康。

研究内容:

西班牙的Bernat Oró-Nolla等人研究了微塑料(MP)和邻苯二甲酸酯从口罩向水中的迁移。研究了包括FFP2口罩和外科口罩在内的四种口罩。首先对面具进行了表征,以确定不同的层和用于制造的材料。然后,将口罩切成20个0.5平方厘米的薄片(包括所有层),放入水中,并根据欧盟法规No 10/2011中关于拟与食品接触的塑料材料和物品的条件评估MP和邻苯二甲酸酯的迁移。对于MP,使用体视显微镜进行形态分析(形状、尺寸、颗粒计数),而使用µ-傅立叶变换红外光谱(µ-FT-IR)对面具和释放的MP进行识别。邻苯二甲酸酯的迁移通过超高效液相色谱耦合三重四极杆质谱(UPLC-MS/MS)进行评估。

主要研究结果:

1. 用于迁移研究的口罩,制造商,型号,细菌过滤效率(BFE),符合的法规和FT-IR分析结果表示为%与库光谱匹配。还注明了口罩的重量(不带绳子)和面积。

2. 化合物按保留时间(Rt)排序;CV =碰撞V电压;Q =量化跃迁,Q =确认跃迁,CE =碰撞能量。提取和分析方法的质量参数为线性(R2 > 0.99)、重复性和再现性(%)、仪器检测限(IDL)、回收率(%R)和以水为模拟剂的迁移实验中获得的空白水平。

3. 口罩FFP2 研究(A);分层拆卸后的结构(500µm比例尺)(B);口罩光谱(顶部),谱库中列出的光谱(底部)识别为无规聚丙烯,95.58% (C)。

4. 口罩FFP2 B研究(A);分层拆卸后的结构(500µm比例尺)(B);口罩光谱(顶部),谱库中列出的光谱(底部)识别为无规聚丙烯,96.42% (C)。

5. 口罩FFP2 N研究(A);分层拆卸后的结构(500µm比例尺)(B);口罩光谱(顶部),谱库中列出的光谱(底部)识别为无规聚丙烯,96.75% (C)。

6. 外科口罩Q研究(A);分层拆卸后的结构(500µm比例尺)(B);口罩光谱(顶部),谱库中列出的谱(底部)识别为无规聚丙烯,96.07% (C)。

7. 迁移实验的颗粒分析(表面积20 × 0.5 cm2)表明碎片的平均长度和面积以及纤维的长度。

8.口罩迁移实验中MP碎片和纤维的浓度报告为MP/dm2和空白样品中的颗粒数。括号中表示每种聚合物在∑MP(包括纤维素)中检测到的百分比。

9. 考虑到使用的10%的口罩进入了水生环境的每人每年释放的MP。这些数据是基于当前研究结果的估计,考虑到每个人每2天戴一个新口罩。

10. 邻苯二甲酸酯从每个口罩中迁移量,以µg/口罩为单位。

11. 考虑到10%的口罩进入水生环境,平均每人/年释放邻苯二甲酸盐(n = 4)。

研究结论:

口罩主要由无规聚丙烯制成。本文提出的口罩迁移研究适用于评价微塑料和邻苯二甲酸酯的释放,模拟口罩组件到达水体的真实条件。微塑料以不同大小的纤维和碎片的形式从口罩中释放出来,检测到的主要聚合物是聚丙烯、聚酰胺和聚酯。此外,包括DBP、BBP、DNOP和DEHP在内的邻苯二甲酸酯也从口罩中释放出来。将公布的数量与公开书目进行了比较,并表明口罩的不当处理可能代表着一种新出现的环境风险,因为大量口罩被使用并直接排放到接收水域。需要注意的是,将口罩切成小块可能是一种偏差,因为与完整的口罩相比,由于口罩层中存在的纤维被迫碎裂,这可能会导致更多的MP释放。考虑到太阳辐射和机械应力,本研究提出的程序可用于调查口罩组件的释放,这可能会增强MP和邻苯二甲酸盐的迁移,并影响水资源的质量。

参考文献:

Migration of Microplastics and Phthalates from Face Masks to Water

原文链接:

https://www.mdpi.com/1420-3049/27/20/6859

DOI: 10.3390/molecules27206859