确有事实还是危言耸听?泡一袋茶,泡出百亿微塑料?结论起争议!

确有事实还是危言耸听?泡一袋茶,泡出百亿微塑料?结论起争议!

茶叶源于中国,作为世界三大饮料之一,泡茶、饮茶在我国已经有6000多年的历史了。微塑料这一概念最早出现在2004年,由英国普利茅斯大学的汤普森等人在《科学》杂志上提出,是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒,被形象地称为“海中的PM2.5”。

确有事实还是危言耸听?泡一袋茶,泡出百亿微塑料?结论起争议!

图1. 在95℃的水中塑料茶包会释放出数以百亿计的微米和纳米塑料。

本来茶叶和微塑料这两个八竿子打不着的东西不会有任何联系,但是2019年,加拿大McGill大学的Nathalie Tufenkji教授课题组在《Environmental Science & Technology》上发表了一项石破惊天的研究,将它们生生的联系在了一起。这项研究表明,用尼龙66或者聚酯(PET)做成的茶叶袋在95℃的水中泡5min的话会释放出116亿的微米级塑料以及31亿的纳米级塑料颗粒。他们通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对释放出的塑料颗粒的组成进行了研究,发现颗粒的FTIR谱图与装茶叶的塑料袋几乎相同,500~4000 cm-1波数有相同特征峰;他们利用XPS表征了颗粒的元素组成和电子构型,在285~286 eV处观察到尼龙66的三个含碳基团:C-C、C-N和C-O/C-OH,在534和532 eV处发现了PET中C-O-C和COO基团,说明这些颗粒就是从塑料袋上被泡下来的,长期用塑料袋泡茶的小伙伴们不禁后背发凉,原来常喝的茶叶里“配料”这么丰富

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图2. 茶袋浸出液对水蚤形态和运动的影响。(a)暴露于茶袋滤液中的水蚤体内检测到塑料颗粒;(b)暴露于茶袋滤液中水蚤的CT图像;(c)暴露于茶袋滤液中水蚤的运动路线;(d,e)暴露于茶袋滤液中水蚤的运动距离。

更严重的是,Nathalie Tufenkji教授又研究了这些塑料颗粒对水蚤的影响,三天后发现暴露在这些颗粒中的水蚤发育畸形、无法形成甲壳、运动机能受限、生殖能力下降。看了这篇报道后还没有结婚的小伙伴估计已经哭晕在厕所了。

泡茶能泡出百亿微塑料是真的吗?

德国明斯特大学、化学兽医检验局 (CVUA-MEL)的Darena Schymanski教授看了这个研究后也感到很震惊,在震惊之余就想用科学的方法来进行反驳,在进行了大量实验后,于2020年10月14日,在《Environmental Science & Technology》上发表了一篇评论,针对Nathalie Tufenkji教授的研究提出了不同的看法。他们认为虽然通过SEM发现了茶包滤液中存在大量颗粒,通过FTIR和XPS分析这些颗粒中含有尼龙和PET的成分,但并不能说明所有的颗粒都是塑料颗粒,而且也没有给出塑料颗粒和非塑料颗粒的比例,因此Darena Schymanski教授认为这些颗粒大部分不是微塑料,而是一种低聚物。

为了证实这个说法,他们完全“重复”了Nathalie Tufenkji教授的实验步骤,并用SEM和μ拉曼光谱进行分析,利用HPLC研究了聚合物的迁移能力。在SEM图中,他们发现即使浸泡5min,茶叶袋也没有明显变化,结果如图3所示。也就是说即使产生了微塑料,大部分也附着在了茶包表面上,只有很少的一部分被浸泡到了茶水中。他们又通过μ拉曼光谱分析了一个茶叶袋到底能释放出了多少微塑料颗粒,经过研究发现粒径大于1μm的颗粒只有5800~20400个,远远低于Nathalie Tufenkji教授提出的116亿微米级塑料以及31亿纳米级塑料颗粒的数量,而且在所有颗粒中只有1.6%~5.3%的颗粒是尼龙微塑料。他们采用LC-MS/MS方法发现茶包滤液中含有浓度为93μg/L的己内酰胺(尼龙单体)和73μg/L的1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮(尼龙低聚物),同时指出很多研究者的研究发现尼龙与热水接触后会释放出低聚物。据此,Darena Schymanski教授认为Nathalie Tufenkji教授发现的数以亿计的微米和纳米颗粒实际上是尼龙低聚物,由于这些低聚物具有可溶性,因此不应将其视为微塑料。

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图3. 经过和未经过浸泡的茶叶袋的SEM图像。

泡茶真的会泡出百亿微塑料?

很快,原作者Nathalie Tufenkji教授的回应就来了,认为Darena Schymanski教授对他们的工作存在误解,而且使用的分析技术也不同,因此两种结果不能进行对比。

Nathalie Tufenkji教授认为他们采用两种不同方法计算的颗粒数量没有问题,第一种方法是将滤液干燥后直接用SEM观察,然后对90张图片中颗粒进行统计分析,第二种方法通过纳米颗粒跟踪分析法(NTA)直接分析滤液,此时样品没有干燥,因此颗粒不会结晶,更重要的是NTA不会将溶解的低聚物计算进来,两种方法分析结果很接近:NTA测量的颗粒总数为143亿,而SEM为147亿。他们还强调,利用FTIR和XPS分析不同粒径的微塑料,其结果与茶包塑料袋完全吻合,如果这些颗粒中只含有少量塑料颗粒,在谱图中的信号强度不会那么强,如果真的像Darena Schymanski教授认为的只有1.6%~5.3%的颗粒是尼龙微塑料,那信号强度是非常微弱的。

Nathalie Tufenkji教授认为,Darena Schymanski教授的实验操作声称是完全复制,实际上与他们的操作差别很大首先,Darena Schymanski教授将一个茶袋浸入200毫升沸水中5分钟,而他们是将三个空茶袋浸入10毫升95℃的水中浸泡5分钟;第二,Darena Schymanski教授尼龙茶袋的线是聚丙烯做的,而他们尼龙茶袋的线是由纤维素制成的。但是,最大的不同在于Darena Schymanski教授在过滤时采用了PC铝塑膜,他们根本就没有进行过滤,因为这可能导致滤液污染和颗粒数量损失,所以Darena Schymanski教授分析的颗粒数量要少很多就不奇怪了,而且在μ拉曼光谱中的确发现了PC的存在,说明滤液被污染了。

Nathalie Tufenkji教授指出他们的实验都是在洁净的生物安全柜中进行的,不存在Darena Schymanski教授所说的实验在不干净的环境中进行的可能。

最后,Nathalie Tufenkji教授总结道,Darena Schymanski教授使用了不同的茶袋、不同的实验操作、不同的分析方法,因此得出了与他们不同的结论非常正常,但是这两个研究的相同点就是泡茶真的会泡出微塑料。

双方各执一词

针对塑料茶包泡茶会不会泡出微塑料这个问题,加拿大McGill大学的Nathalie Tufenkji教授和德国明斯特大学、化学兽医检验局 (CVUA-MEL)的Darena Schymanski教授展开了一场大讨论。针对Nathalie Tufenkji教授提出的泡茶会泡出数以百亿计的微塑料这个话题,Darena Schymanski教授采用不同的茶包、实验方法和分析技术得出了泡茶会泡塑料颗粒,但不会夸张到数以百亿计,大多数被泡出来的实际上是低聚物。随后Nathalie Tufenkji教授又进行了反驳,利用原料、操作和分析方法各种不同得出的结论肯定不一样。对于Nathalie Tufenkji的反驳,Darena Schymanski教授还没有回应,双方各执一词,但不管怎么说结论还是有共同点的,就是泡茶真的会泡出微塑料!

不过小编真的很佩服这两位学者对待科学问题的态度,所谓道理越辩越明,只有百花齐放百家争鸣才能促进科学技术的进步,期待更多的研究,让我们更接近真相!

原文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b02540

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c03182

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c06422

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