日常储存和饮用PET瓶装水会增加人体接触纳米塑料和微塑料的风险：社会经济因素的影响

《Water Research》：Everyday Storage and Handling of PET Bottled Water Increase Human Exposure to Nano- and Microplastics: Influence of Socio-Economic Factors

本研究量化了单次使用PET水瓶在真实储存和 handling条件下的纳米塑料和微塑料释放，发现高温与机械摇动显著增加纳米塑料释放（9.29倍），表面降解为主要机制，并通过拉曼光谱确认来源。调查显示高认知水平及教育程度人群更少接触风险。

　　

Kazi Albab Hussain|Haoyu Dong|Alex Tamayo-Aguilar|Seulki Kim|Cesar Augusto Gomez Pena|Silvia Foss|Lucia Fernandez-Ballester|Yongfeng Lu|Yusong Li

内布拉斯加大学林肯分校土木与环境工程系，美国内布拉斯加州林肯市，68588-053

摘要

本研究量化了在现实储存和处理条件下，一次性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）水瓶中纳米塑料和微塑料（NMPs）的释放情况，并探讨了社会经济因素如何影响人们的暴露行为。选取了美国八大知名瓶装水品牌，在高温（60°C）、机械摇晃（200转/分钟）以及15天的温度循环条件下进行测试，以模拟车辆内或户外的储存环境。结果显示，在高温和摇晃的共同作用下，纳米颗粒浓度增加了9.29倍，微塑料颗粒浓度也显著上升。长时间的冻融循环和高温循环同样显著提升了纳米颗粒浓度，但微塑料的释放情况则不太稳定。拉曼光谱分析确认了这些颗粒来自瓶体和瓶盖，成分包括PET、聚乙烯和聚丙烯。研究表明，颗粒释放的主要原因是表面降解，而非材料本身的变化；差示扫描量热法也证实加热过程会导致材料老化，但不会增加颗粒释放量。内布拉斯加州的一项全州范围调查（n=1,673人）发现，对微塑料了解较多且受教育程度较高的人群更少饮用瓶装水或将其存放在高温环境中，这凸显了知识和行为在影响暴露风险中的作用。

章节摘录

引言

据预测，到2030年全球瓶装水消费量将达到4600亿升，这表明人们对一次性塑料瓶的依赖日益增加（Dickie 2023）。已有大量研究记录了瓶装水中存在纳米塑料和微塑料（NMPs）的情况（Gambino等人2022年，Huan等人2023年，Kankanige和Babel 2020年，Li等人2022年，Muhib等人2022年，O?mann等人2018年，Praveena等人2022年，Tse等人2022年，Weisser等人2021年，Zhou等人2021年）。

材料

本研究选取了美国八种最受欢迎的瓶装水品牌。所有瓶子的容量均为500毫升，内含无味纯净水。所有瓶子均采用PET材料制成。其中七个品牌经过了不同的净化处理，四个品牌添加了矿物质，一个品牌同时添加了矿物质并调节了pH值；还有一个品牌使用的是天然泉水。

释放实验

为了模拟PET瓶在现实生活中的各种使用情况，研究人员设计了一系列实验来观察颗粒的释放情况。

原始购买的瓶装水中NMPs的存在情况

对8个品牌原始购买的瓶装水进行基线分析后发现，不同品牌中的NMPs浓度差异很大。纳米颗粒浓度最低为每毫升381万，最高为每毫升2680万（见图1、S1）；微塑料颗粒浓度最低为每毫升449万，最高为每毫升2350万（见图2、S2）。使用去离子水进行的实验检测到每毫升含有2760万个纳米颗粒和1210万个微塑料颗粒。

结论

本研究首次证明，在现实条件下常规储存和处理一次性PET瓶装水会增加人体接触NMPs的风险。在所有测试条件中，高温（60°C）下的机械摇晃导致NMPs释放量最大，纳米颗粒浓度增加了9.3倍，微塑料颗粒浓度也显著上升。这表明热应力和机械作用共同导致了PET瓶的降解。

关于手稿编写过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在撰写过程中，作者使用了ChatGPT工具来纠正语法错误。使用该工具后，作者对内容进行了必要的审核和编辑，并对最终发表的文章内容负全责。

作者贡献声明

Kazi Albab Hussain：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法论设计、数据分析、概念构思。Haoyu Dong：撰写 – 审稿与编辑、数据管理。Alex Tamayo-Aguilar：撰写 – 审稿与编辑、数据管理。Seulki Kim：撰写 – 审稿与编辑、数据分析。Cesar Augusto Gomez Pena：撰写 – 审稿与编辑、数据分析。Silvia Foss：数据管理。Lucia Fernandez-Ballester：撰写 – 审稿与编辑、项目监督、概念构思。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的财务利益冲突或个人关系。

致谢

本研究得到了内布拉斯加大学林肯分校“Grand Challenge Catalyst Project”的支持，该项目名为“塑料食品容器中微塑料和纳米塑料的释放：特征分析、风险评估及社会经济与健康影响”。