科学家终于对降解的微塑料有了三维视图

人们已经在胎盘、母乳、精液，甚至我们的大脑中发现了微小的降解微塑料。目前尚不清楚这些碎片究竟在做什么，但一些专家担心，它们可能会导致许多健康问题。尽管微塑料越来越普遍，但科学家们也不确定是什么原因导致它们降解。然而，一种使用 3D 成像来窥视这些颗粒内部的新方法可以帮助更深入地了解这些微塑料是如何分解的。

本周在《纳米技术》杂志上发表的一项新研究 采用传统的二维显微镜和通常用于观察细胞和大分子的三维成像技术相结合，以比以前更详细地观察塑料的降解情况。到目前为止，研究人员对微型甚至更小的纳米塑料的观察仅限于 X 射线和其他二维表面。通过使用一种称为电子断层扫描的过程，研究人员能够看到颗粒及其内部的多个横截面视图。这揭示了微塑料和纳米塑料降解方式的细微差异。

滑铁卢大学教授赵博欣在一份声明中表示：“这些知识对于开发更有效的微观和纳米尺度分解塑料的方法至关重要。”

3D 成像展示塑料破裂内部情况

为了进行测试，研究人员需要找到一种方法来快速模拟塑料在野外的降解情况。为此，他们在培养皿中取了微塑料和纳米塑料样本，并用紫外线和二氧化钛催化剂对其进行处理。这种光催化过程使他们能够观察到材料分解的过程。在此过程之前，研究人员使用透射电子显微镜在样品向多个方向旋转时拍摄了许多图像。电子断层扫描成像技术类似于 CT 扫描中使用的技术，也用于在原子水平上观察晶体中的缺陷。

微塑料内部的 3D 视图

平坦部分是纳米塑料附着的支撑膜。凹凸不平的部分是纳米塑料。当它旋转时，你可以清楚地看到这块纳米塑料的整个区域。——滑铁卢大学

当研究人员将降解的微塑料的 3D 图像与对照物进行比较时，研究人员发现它们倾向于在尖锐的锯齿状断点处碎裂。他们推测这种破裂可能是由于塑料颗粒内部形成裂缝造成的。相比之下，降解的纳米塑料样品更圆润，锋利边缘处的破碎更少。就塑料在环境中如何分解而言，这一切究竟意味着什么仍不清楚，但这些观察结果提供了更多细节，可能有助于未来的研究。

纳米塑料内部的 3D 视图

这张图片展示了整个纳米塑料的视图。它表明他们现在可以更清楚地检查纳米塑料颗粒的每一个部分。–滑铁卢大学

微塑料出现在世界各地的人类体内

研究表明，人体内存在微塑料，而这一现象正值全球塑料污染严重时期。联合国的一项分析估计，人类每年产生约 4 亿吨塑料垃圾。约 36% 的塑料用于包装，其中约 85% 最终被填埋或作为无管制废物处理。微塑料的踪迹无处不在，几乎在地球上人类寻找的任何地方都能找到。所有这些塑料都会随着时间的推移而降解，直到被重新吸收到环境中并被动物食用。

尽管对微塑料对人类健康不利影响的研究仍在进行中，但一些研究人员认为，微塑料可能会导致炎症性肠病、结肠癌、激素紊乱等健康问题的发生率增加，甚至精子数量减少和激素紊乱。微塑料的存在似乎与性别、人口和地理差异无关。2022 年的一项研究表明，它甚至会出现在母乳中，这尤其令人担忧，因为婴儿更容易受到化学污染物的影响。

3D 成像研究的研究人员希望这种新方法能够为减缓塑料降解提供参考。参与这项研究的几位研究人员还在研究一种新的“循环方法”，即细菌可以吞食微塑料，然后将其转化为生物聚合物，可以重复用于制造袋子或其他塑料材料。