Kunststof omringt ons, of het nu de boodschappentassen zijn die we in de supermarkt gebruiken of huishoudelijke artikelen zoals shampoo- en wasmiddelflessen. Kunststoffen bestaan niet alleen als grote objecten, maar ook als microscopisch kleine deeltjes die vrijkomen uit deze grotere producten. Deze microscopisch kleine plastics kunnen in het milieu terechtkomen en kunnen in ons lichaam worden opgenomen.
Nu hebben onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) een aantal veelgebruikte consumentenproducten geanalyseerd om deze microscopisch kleine plastics beter te begrijpen. Ze ontdekten dat wanneer de plastic producten worden blootgesteld aan heet water, ze biljoenen nanodeeltjes per liter in het water afgeven.
De NIST-onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Environmental Science and Technology.
“De belangrijkste conclusie hier is dat overal waar we kijken plastic deeltjes zijn. Het zijn er veel. Triljoenen per liter. We weten niet of die slechte gezondheidseffecten hebben voor mensen of dieren. We hebben er gewoon een groot vertrouwen in dat ze zijn er”, zei NIST-chemicus Christopher Zangmeister.
Er zijn veel verschillende soorten plastic materialen, maar ze zijn allemaal gemaakt van polymeren, natuurlijke of door de mens gemaakte stoffen die zijn samengesteld uit grote moleculen die aan elkaar zijn gekoppeld. Wetenschappers hebben microscopisch kleine deeltjes van deze grotere plastics gevonden in de oceanen en vele andere omgevingen. Onderzoekers verdelen ze in twee groepen: micro- en nanoplastics.
Microplastics worden over het algemeen beschouwd als kleiner dan 5 millimeter en kunnen met het blote oog worden gezien, terwijl nanoplastics kleiner zijn dan een miljoenste van een meter (één micrometer) en de meeste zelfs niet kunnen worden gezien met een standaardmicroscoop. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat sommige consumentenproducten die vloeistoffen bevatten of ermee in wisselwerking staan, zoals polypropyleen (PP) babyflessen en nylon plastic theezakjes, deze plastic deeltjes in het omringende water afgeven.
advertentie
In hun onderzoek keken de NIST-onderzoekers naar twee soorten commerciële plastic producten: nylon zakken van voedingskwaliteit, zoals bakvoeringen – doorzichtige plastic vellen geplaatst in bakpannen om een antiaanbaklaag te creëren dat vochtverlies voorkomt – en voor eenmalig gebruik kopjes voor warme dranken, zoals koffiekopjes. De drankbekers die ze analyseerden, waren gecoat met polyethyleen met lage dichtheid (LDPE), een zachte flexibele plastic film die vaak als voering wordt gebruikt.
De met LDPE beklede drankbekers werden gedurende 20 minuten blootgesteld aan water van 100 graden Celsius (212 graden Fahrenheit).
Om de nanodeeltjes die vrijkomen uit deze plastic producten te analyseren, moesten de onderzoekers eerst bepalen hoe ze konden worden gedetecteerd. “Stel je voor dat je een kopje water in een generieke koffiekopje hebt. Het kan vele miljarden deeltjes bevatten, en we zouden moeten uitzoeken hoe we deze nanoplastics kunnen vinden. Het is als het vinden van een naald in een hooiberg,” zei Zangmeister.
Dus moesten hij en zijn collega’s een nieuwe aanpak gebruiken. “We gebruikten een manier om het water in de beker te nemen, het in een fijne nevel te sproeien en de nevel en alles wat er nog in de oplossing zit, te drogen”, zei Zangmeister. Door dit proces worden de nanodeeltjes geïsoleerd van de rest van de oplossing.
De techniek zelf is eerder gebruikt om minuscule deeltjes in de atmosfeer te detecteren. “Dus we vinden het wiel niet opnieuw uit, maar passen het toe op een nieuw gebied”, zegt Zangmeister.
advertentie
Nadat de mist was opgedroogd, werden de nanodeeltjes erin gesorteerd op grootte en lading. Onderzoekers zouden dan een bepaalde grootte kunnen specificeren, bijvoorbeeld nanodeeltjes rond de 100 nanometer, en deze in een deeltjesteller kunnen doorgeven. De nanodeeltjes werden blootgesteld aan een hete damp van butanol, een soort alcohol, en koelden vervolgens snel af. Terwijl de alcohol condenseerde, zwollen de deeltjes op van de grootte van nanometers tot micrometers, waardoor ze veel beter detecteerbaar werden. Dit proces is geautomatiseerd en wordt aangestuurd door een computerprogramma dat de deeltjes telt.
Onderzoekers konden ook de chemische samenstelling van de nanodeeltjes identificeren door ze op een oppervlak te plaatsen en ze te observeren met technieken die bekend staan als scanning-elektronenmicroscopie, die afbeeldingen met hoge resolutie van een monster maakt met behulp van een straal van hoogenergetische elektronen, en Fourier-transform infrarood spectroscopie, een techniek die het infrarood-lichtspectrum van een gas, vaste stof of vloeistof vastlegt.
Al deze technieken samen gaven een vollediger beeld van de grootte en samenstelling van de nanodeeltjes.
In hun analyse en observaties ontdekten de onderzoekers dat de gemiddelde grootte van de nanodeeltjes tussen 30 nanometer en 80 nanometer lag, met weinig boven 200 nanometer. Bovendien was de concentratie van nanodeeltjes die vrijkwamen in heet water van nylon van voedingskwaliteit zeven keer hoger in vergelijking met de drinkbekers voor eenmalig gebruik.
“In het afgelopen decennium hebben wetenschappers overal in de omgeving plastic gevonden. Mensen hebben naar sneeuw gekeken op Antarctica, de bodem van gletsjermeren, en hebben microplastics gevonden die groter zijn dan ongeveer 100 nanometer, wat betekent dat ze waarschijnlijk niet klein genoeg waren om een cel binnen te gaan en fysieke problemen veroorzaken’, zei Zangmeister.
“Onze studie is anders omdat deze nanodeeltjes erg klein zijn en een groot probleem omdat ze in een cel kunnen komen en mogelijk de functie ervan kunnen verstoren”, zei Zangmeister, die ook benadrukte dat niemand heeft vastgesteld dat dit het geval zou zijn.
De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) reguleert de kunststoffen die in aanraking komen met het voedsel dat we eten of het water dat we drinken. Het bureau heeft normen en veiligheidsmaatregelen om te bepalen wat veilig is. De onderzoekers van de FDA voeren strenge tests uit op deze kunststoffen en meten hoeveel plastic massa verloren gaat bij blootstelling aan heet water. De FDA heeft bijvoorbeeld vastgesteld dat nylon van voedingskwaliteit (zoals dat in theezakjes wordt gebruikt) onder hoge temperaturen veilig tot 1% van zijn massa kan verliezen. In de NIST-studie met behulp van hun nieuwe techniek, ontdekten de onderzoekers dat een tiende van een procent van de massa verloren was gegaan, wat aanzienlijk lager is dan de huidige FDA-limieten voor wat als veilig wordt beschouwd.
Zangmeister merkte op dat er geen veelgebruikte test is voor het meten van LDPE dat vrijkomt in water uit monsters zoals koffiekopjes, maar er zijn tests voor nylon plastic. De bevindingen van deze studie kunnen helpen bij het ontwikkelen van dergelijke tests. Ondertussen hebben Zangmeister en zijn team aanvullende consumentenproducten en materialen geanalyseerd, zoals stoffen, katoen polyester, plastic zakken en water opgeslagen in plastic buizen.
De bevindingen van deze studie, gecombineerd met die van de andere soorten materialen die zijn geanalyseerd, zullen in de toekomst nieuwe wegen voor onderzoek op dit gebied openen. “De meeste studies over dit onderwerp zijn geschreven om collega-wetenschappers op te leiden. Dit artikel zal beide doen: wetenschappers opleiden en publieksbereik geven”, zei Zangmeister.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: Plastic omringt ons, of het nu de boodschappentassen zijn die we in de supermarkt gebruiken of huishoudelijke artikelen zoals shampoo- en wasmiddelflessen. Kunststoffen bestaan niet alleen als grote objecten, maar ook als microscopisch kleine deeltjes die vrijkomen uit deze grotere producten. Deze microscopisch kleine plastics kunnen in het milieu terechtkomen en kunnen in ons lichaam worden opgenomen.
Datum van publicatie: 21 april 2022
Bron: Technologie | Top technologienieuws — ScienceDaily