Flaskvatten kan innehålla hundratusentals små plastbitar som tidigare inte räknats, visar studie

Using lasers, scientists have imaged hundreds of thousands of previously invisible tiny plastic particles in bottled water. Credit: Naixin Qian, Columbia University
Using lasers, scientists have imaged hundreds of thousands of previously invisible tiny plastic particles in bottled water. Credit: Naixin Qian, Columbia University

Sammanfattning av artikel: 

En studie utförd av forskare vid Columbia University visar på att flaskvatten kan innehålla upp till hundratusentals små plastbitar, benämnda som nanoplast. Denna upptäckt utmanar tidigare förståelse om mikroplaster, med nanoplastpartiklar som är betydligt mindre och kan tränga in i människokroppens organ och vävnader. Forskarna använde stimulerad Raman-spridningsmikroskopi för att identifiera dessa partiklar i flaskvatten.

Genomsnittligt innehöll en liter flaskvatten cirka 240 000 detekterbara plastfragment. Dessa plastpartiklar, som sannolikt härstammar från själva flaskorna eller produktionsprocessen, utgör en potentiell hälsorisk. De kan absorberas av olika organ, inklusive hjärta och hjärna, och kan även tränga in i celler och passera genom moderkakan.

Studien understryker vikten av vidare forskning för att utforska de fulla hälsomässiga och miljömässiga konsekvenserna av nanoplast, särskilt med tanke på den omfattande användningen av plast och dess närvaro i vattenmiljön.

 

Ett stort forskningsområde är buteljerat vatten, som har visat sig innehålla tiotusentals identifierbara fragment i varje behållare.

Med hjälp av nyutvecklad teknik har forskarna nu gett sig in i en helt ny plastvärld: den föga kända nanoplastvärlden, som är avkomma till mikroplaster som har brutits ned ännu mer.

För första gången har de räknat och identifierat dessa små partiklar i buteljerat vatten. De fann att en liter i genomsnitt innehöll cirka 240 000 detekterbara plastfragment – 10 till 100 gånger mer än tidigare uppskattningar, som huvudsakligen baserades på större storlekar.

Studien publicerades i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences.

Nanoplaster är så små att de, till skillnad från mikroplaster, kan passera genom tarmar och lungor direkt in i blodomloppet och därifrån ta sig till organ som hjärta och hjärna. De kan invadera enskilda celler och passera genom moderkakan till kropparna hos ofödda barn. Medicinska forskare är i full färd med att studera de möjliga effekterna på en mängd olika biologiska system.

”Tidigare var detta bara ett mörkt område, outforskat. Toxicitetsstudier gissade bara vad som fanns där inne”, säger Beizhan Yan, en av studiens medförfattare och miljökemist vid Columbia University’s Lamont-Doherty Earth Observatory. ”Det här öppnar ett fönster där vi kan titta in i en värld som vi inte har sett tidigare.”

Den globala plastproduktionen närmar sig 400 miljoner ton per år. Mer än 30 miljoner ton dumpas varje år i vatten eller på land, och många produkter som tillverkas av plast, inklusive syntetiska textilier, släpper ifrån sig partiklar medan de fortfarande används.

Till skillnad från naturligt organiskt material bryts de flesta plaster inte ner till relativt godartade ämnen, utan de delas helt enkelt upp och delas upp igen i mindre och mindre partiklar med samma kemiska sammansättning. Utöver enstaka molekyler finns det ingen teoretisk gräns för hur små de kan bli.

En liten partikel av polystyrenplast som avbildats med en ny mikroskopisk teknik. Den är cirka 200 nanometer bred, eller 200 miljarddels meter. Kredit: Naixin Qian, Columbia University
En liten partikel av polystyrenplast som avbildats med en ny mikroskopisk teknik. Den är cirka 200 nanometer bred, eller 200 miljarddels meter. Kredit: Naixin Qian, Columbia University

Mikroplast definieras som fragment som sträcker sig från 5 millimeter (mindre än en kvarts tum) ner till 1 mikrometer, vilket är 1 miljondels meter eller 1/25 000-del av en tum. (Ett människohår är ca 70 mikrometer brett.) Nanoplast, som är partiklar mindre än 1 mikrometer, mäts i miljarddelar av en meter.

Plast i flaskvatten blev en offentlig fråga främst efter att en studie från 2018 påvisade i genomsnitt 325 partiklar per liter; senare studier multiplicerade det antalet många gånger om. Forskarna misstänkte att det fanns ännu fler än de ännu hade räknat, men bra uppskattningar stannade vid storlekar under 1 mikrometer – gränsen för nanovärlden.

”Människor utvecklade metoder för att se nanopartiklar, men de visste inte vad de tittade på”, säger den nya studiens huvudförfattare, Naixin Qian, en doktorand i kemi från Columbia. Hon noterade att tidigare studier kunde ge uppskattningar av nanomassan, men för det mesta inte kunde räkna enskilda partiklar och inte heller identifiera vilka som var plast eller något annat.

Den nya studien använder en teknik som kallas stimulerad Raman-spridningsmikroskopi, som uppfanns av studiens medförfattare Wei Min, en biofysiker från Columbia. Tekniken innebär att proverna undersöks med två samtidiga lasrar som är inställda så att de får specifika molekyler att resonera. Forskarna riktade in sig på sju vanliga plaster och skapade en datadriven algoritm för att tolka resultaten. ”Det är en sak att detektera, men en annan att veta vad man detekterar”, säger Min.

Forskarna testade tre populära märken av flaskvatten som säljs i USA (de avböjde att namnge vilka) och analyserade plastpartiklar ner till bara 100 nanometer i storlek.

De upptäckte 110 000 till 370 000 partiklar i varje liter, varav 90 % var nanoplaster och resten var mikroplaster. De fastställde också vilken av de sju specifika plasterna de var och kartlade deras former – egenskaper som kan vara värdefulla inom biomedicinsk forskning.

En vanlig plast var polyetentereftalat eller PET. Det var inte förvånande, eftersom det är vad många vattenflaskor är gjorda av. (Det används också för läsk på flaska, sportdrycker och produkter som ketchup och majonnäs). Partiklarna hamnar troligen i vattnet när de lossnar från flaskan när den pressas eller utsätts för värme. En nyligen genomförd studie tyder på att många partiklar hamnar i vattnet när du öppnar eller stänger korken upprepade gånger, och att små bitar slits av.

Små bitar av polystyrenplast, som detekteras med laser; var och en mäter cirka 200 nanometer, eller 200 miljarddels meter. Kredit: Naixin Qian, Columbia University
Små bitar av polystyrenplast, som detekteras med laser; var och en mäter cirka 200 nanometer, eller 200 miljarddels meter. Kredit: Naixin Qian, Columbia University

PET var dock överrepresenterat av polyamid, en typ av nylon. Ironiskt nog, säger Beizhan Yan, kommer det förmodligen från plastfilter som används för att förmodligen rena vattnet innan det tappas på flaska. Andra vanliga plaster som forskarna hittade: polystyren, polyvinylklorid och polymetylmetakrylat, som alla används i olika industriella processer.

En något oroande tanke: de sju plasttyper som forskarna sökte efter stod bara för cirka 10 % av alla nanopartiklar som de hittade i proverna; de har ingen aning om vad resten är. Om alla är nanoplaster innebär det att det kan röra sig om tiotals miljoner per liter.

Men de kan vara nästan vad som helst, ”vilket indikerar den komplicerade partikelkompositionen inuti det till synes enkla vattenprovet”, skriver författarna. ”Den vanliga förekomsten av naturligt organiskt material kräver verkligen en försiktig särskiljning.”

Forskarna sträcker sig nu bortom buteljerat vatten. ”Det finns en enorm värld av nanoplaster att studera”, säger Min. Han konstaterar att nanoplaster är mycket mindre än mikroplaster, men ”det är inte storleken som är det viktiga. Det är siffrorna, för ju mindre saker är, desto lättare kan de ta sig in i oss.”

Teamet planerar bland annat att titta på kranvatten, som också har visat sig innehålla mikroplaster, men mycket mindre än flaskvatten.

Beizhan Yan driver ett projekt för att studera mikroplaster och nanoplaster som hamnar i avloppsvattnet när människor tvättar – hittills har han räknat med miljontals per 10-pundslast, som kommer från syntetiska material som innehåller många föremål. (Han och hans kollegor utformar filter för att minska föroreningarna från tvättmaskiner i butiker och bostäder).

Teamet kommer snart att identifiera partiklar i snö som brittiska medarbetare för närvarande samlar in genom att vandra till fots över västra Antarktis. De samarbetar också med experter på miljöhälsa för att mäta nanoplaster i olika mänskliga vävnader och undersöka deras utvecklingsmässiga och neurologiska effekter.

”Det är inte helt oväntat att vi hittar så mycket av de här sakerna”, säger Qian. ”Tanken är att ju mindre sakerna blir, desto fler av dem finns det.”

Xin Gao och Xiaoqi Lang från Columbias kemiavdelning, Huipeng Deng och Teodora Maria Bratu från Lamont-Doherty, Qixuan Chen från Columbias Mailman School of Public Health samt Phoebe Stapleton från Rutgers University var medförfattare till studien.

Ytterligare information: Rapid single-particle chemical imaging of nanoplastics by SRS microscopy, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2300582121. doi.org/10.1073/pnas.2300582121

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.