最新研究:水烧开后过滤再喝,可防止84%的纳米、微塑料摄入
最新研究:水烧开后过滤再喝,可防止84%的纳米、微塑料摄入
中国人爱喝开水的习惯,一直被西方人视为“神秘的东方智慧”。近日,来自广州医科大学和暨南大学的研究团队揭示了这一习惯背后的科学依据:煮沸自来水能有效去除至少80%的纳米塑料/微塑料(NMPs),堪称最为简单且无害的“净化”自来水方式。
NMPs是什么?如何清除水中NMPs?
对于NMPs,相信读者并不陌生。随着塑料品的消费量逐年增加,塑料污染已然成为全球面临的最紧迫的环境威胁之一。而这些塑料制品释放出的塑料碎片,又会在物理、化学和生物的进一步降解后分解成为“更微小但更严重”的威胁,即「微塑料」或「纳米塑料」。
微塑料(Microplastic,MP),是指直径在1μm至5mm之间的塑料碎片和颗粒,在塑料制品使用过程中释放,特别是食物用途的塑料制品。事实上,越来越多的实验表明,塑料聚合物的碎裂并未止步于“微米级”,而是进一步形成了纳米塑料,数量上更是比预期高出了好几个量级。
纳米塑料(Nanoplastics,NP),则是目前已知最小的微塑料,尺寸在1μm以下。与微塑料相比,纳米塑料更易进入人体,其体积小到可以穿过生物屏障(比如细胞膜)并进入生物系统,包括血液、淋巴系统,甚至全身。
按照重量计算的话,每人每年会吃掉5万个NMPs微粒;具像化来说,大约每周能吃掉5g微塑料,相当于一张银行卡的重量!而世界自然基金会分析NMPs来源后发现,人类摄入的最主要来源竟是“饮水”(包括自来水和瓶装水)。
研究方法与结果
研究者从中国广州收集到了自来水,将其与荧光PS、氯化钙和碳酸氢钠溶液以及电阻率为18MΩ-cm的去离子水相混合和处理,紧接着模拟了含有NPs(1μm和0.1μm)和MPs(100-150μm)的自来水沸腾过程,以评估水温、水硬度、NP浓度和性质对NPs和水沉积物共沉淀的影响。
在加热自来水的过程中,随着温度的升高(从25到90°C),上清液中NP的去除率从最初的2±0.15%逐渐增加到28±2.6%,而水煮沸时(100°C)该数值急剧升至84±1.1%。与此同时,NP浓度从每μL的30±4.0粒子降低至4.8±2.6,即NP从上清液中转移到了沉淀物里。
水温升高加速了沉淀物的形成,使得沉淀物中NP浓度逐渐增加;当水温升至100°C时,沉淀物中的NP浓度达到最高。也就是说,在水煮沸的过程中,NMPs能够与水中的某些化合物共沉淀,最终成为水壶中的水垢沉淀;而加热和煮沸的过程,则将有助于自来水中更多的NPs沉淀。
水硬度的影响
除了温度会影响NPs沉淀之外,还有一个非常重要的影响因素——水的硬度。不同地区的饮用水硬度差异很大,而这个因素也会影响沸腾过程去除NP的效率。研究者发现,随着水的硬度增加,NP沉淀效率也会随之增加。
举例来说,当水中CaCO3的浓度从80mg/L上升至180mg/L时,NP的沉淀率从34%升高到84%;而当自来水中CaCO3升高到300mg/L时,沉淀效率甚至提高到了90%。不过值得一提的是,煮沸软水依然是去除自来水中纳米/微塑料的良方。即便是软水(即CaCO3的浓度<60mg/L),沸腾过程也能够去除25%以上的NP。
研究者解释道,除了与沉积物共沉淀之外,高温还能够增加NPs的碰撞频率和附着性,从而使微粒不断聚集并逐渐增大,最终因较大的重力而沉降下去。
全球影响评估
根据全球水质的不同以及用水习惯的差异,研究者估算了六大洲67个地区成人和儿童通过饮用开水和自来水所致的NMPs摄入量。结果显示,相比于每天饮用自来水,饮用开水摄入的NMPs量比前者减少了2-5倍。
通常情况下,全球自来水中的NP浓度低于1mg/L(约每升31±2.0微粒),且大多数NPs在水煮沸后都能有效沉淀下来。因此,简单的煮沸过程就能极大地补充传统的水处理方法,从而有效去除自来水中的NPs,可谓是减少全球人口接触NPs的行之有效的方法。
然而,从全球角度看,大部分人还是习惯于喝自来水或者瓶装水,而喝开水仅仅是极少部分地区人口的地方传统,比如:中国、越南、印度尼西亚等亚洲国家。没想到,烧开水喝还真是好习惯,使该地区的人群在不知不觉中减少了NMPs的摄入量呢!
因此,研究者推荐,有条件的情况下可以使用非塑料的电热水壶来烧开水,不仅耗能低,二氧化碳的排放量还比较小。同时,也可以安装一些过滤装置来辅助,但要注意保留部分水垢将有助于NMPs的沉淀。
本文原文来自梅斯医学