Suche
Mein Konto
Kertakäyttöiset kahvikupit ovat jo tiedossa ympäristöhaittoja, koska niiden ohut muovipinnoite tekee niistä erittäin vaikeasti kierrätettäviä.
Nyt uusi tutkimus on osoittanut, että kuumien juomien astiat vapauttavat biljoonia mikroskooppisia muovihiukkasia juomaasi.
National Institute of Standards and Technology -instituutin tutkijat analysoivat kertakäyttöisiä kuumajuomakuppeja, jotka oli päällystetty matalatiheyksisellä polyeteenillä (LDPE) - pehmeällä, joustavalla muovikalvolla, jota käytetään usein vedenpitävänä vuorauksena.
He havaitsivat, että kun nämä kupit altistetaan vedelle 100 °C:ssa (212 °F), niistä vapautuu biljoonia nanohiukkasia litrassa veteen.
"Tässä tärkeintä on, että kaikkialla, mistä katsomme, on muovihiukkasia. Niitä on paljon. Triljoonia litrassa", sanoi NIST-kemisti Christopher Zangmeister.
"Emme tiedä, onko näillä haitallisia terveysvaikutuksia ihmisiin tai eläimiin. Meillä on vain korkea luottamus niiden olemassaoloon."
Kahvin tai teen juominen paperikupista ei ole vain tuhlausta, vaan se voi myös niellä tuhansia mikromuoveja, tutkijat varoittavat
Analysoidakseen kahvikupeista vapautuvia nanohiukkasia Zangmeister ja hänen tiiminsä ottivat kupissa olevan veden, suihkuttivat sen hienoksi sumuksi ja antoivat sen kuivua - eristäen nanohiukkaset muusta liuoksesta.
Tätä tekniikkaa on aiemmin käytetty pienten hiukkasten havaitsemiseen ilmakehässä.
Sumun kuivumisen jälkeen sen sisältämät nanopartikkelit lajiteltiin koon ja varauksen mukaan.
Tutkijat voisivat sitten määrittää tietyn koon – esimerkiksi noin 100 nanometrin nanohiukkaset – ja syöttää ne hiukkaslaskuriin.
Nanohiukkaset altistettiin kuumalle butanolihöyrylle, eräänlaiselle alkoholille, ja jäähdytettiin sitten nopeasti.
Alkoholin tiivistyessä hiukkaset turposivat nanometreistä mikrometreihin, mikä teki niistä paljon paremmin havaittavissa.
Tämä prosessi on automatisoitu ja sen suorittaa tietokoneohjelma, joka laskee hiukkaset.
Tutkijat voivat myös tunnistaa nanohiukkasten kemiallisen koostumuksen asettamalla ne pinnalle ja tarkkailemalla niitä pyyhkäisyelektronimikroskoopilla tunnetulla tekniikalla.
Korkearesoluutioiset kuvat nanohiukkasista, jotka löytyvät kertakäyttöisistä juomakupeista, kuten kahvikupeista, mikrometrin tasolla (metrin miljoonasosa).
Tämä edellyttää korkearesoluutioisten kuvien ottamista näytteestä käyttämällä korkeaenergisten elektronien sädettä.
He käyttivät myös Fourier-muunnos-infrapunaspektroskopiaa, tekniikkaa, joka havaitsee kaasun, kiinteän tai nesteen infrapunavalospektrin.
Kaikki nämä tekniikat yhdessä antoivat täydellisemmän kuvan nanohiukkasten koosta ja koostumuksesta.
Analyyseissaan ja havainnoissaan tutkijat havaitsivat, että nanohiukkasten keskimääräinen koko oli 30 nanometrin ja 80 nanometrin välillä ja muutama yli 200 nanometriä.
"Viime vuosikymmenen aikana tutkijat ovat löytäneet muovia kaikkialta ympäristöstä", Zangmeister sanoi.
"Ihmiset ovat katsoneet lunta Etelämantereella, jäätikköjärvien pohjalla ja löytäneet mikromuoveja, jotka ovat suurempia kuin noin 100 nanometriä, mikä tarkoittaa, että ne eivät todennäköisesti olleet tarpeeksi pieniä päästäkseen soluun ja aiheuttamaan fyysisiä ongelmia.
"Tutkimuksemme on erilainen, koska nämä nanohiukkaset ovat todella pieniä ja iso juttu, koska ne voivat päästä soluun ja mahdollisesti häiritä sen toimintaa", sanoi Zangmeister, joka myös korosti, ettei kukaan ole havainnut näin olevan asian laita.
Intian teknologiainstituutin Kharagpurissa vuonna 2020 tekemässä samankaltaisessa tutkimuksessa todettiin, että kertakäyttökupissa oleva kuuma juoma sisälsi keskimäärin 25 000 mikromuovia.
Myös metalleja, kuten sinkkiä, lyijyä ja kromia, löydettiin vedestä. Nämä tutkijat ehdottivat, että ne olivat peräisin samasta muovivuoresta.
Kuvassa on kahvikuppi, jonka suurennettu osa on valmistettu muovihiukkasista. Kertakäyttöiset juomakupit, kuten kahvikupit, voivat vapauttaa biljoonia nanohiukkasia tai pieniä muovihiukkasia kupin sisäseinästä, kun vettä lämmitetään.
Kahvikuppien lisäksi NIST-tutkijat analysoivat myös elintarvikekelpoisia nailonpusseja, kuten leivontavuorauksia - kirkkaita muovilevyjä, jotka asetettiin uunipannuille tarttumattoman pinnan luomiseksi, joka estää kosteuden häviämisen.
He havaitsivat, että elintarvikelaatuisesta nailonista kuumaan veteen vapautuneiden nanohiukkasten pitoisuus oli seitsemän kertaa suurempi kuin kertakäyttöisten juomakuppien pitoisuus.
Zangmeister huomautti, että näytteistä, kuten kahvikupeista, veteen vapautuvan LDPE:n mittaamiseen ei ole yleisesti käytettyä testiä, mutta nylonmuoveille on olemassa testejä.
Tämän tutkimuksen tulokset voivat auttaa tällaisten testien kehittämisessä.
Mikromuovit pääsevät vesistöön eri tavoin ja päätyvät nesteeseen suspendoituneena. Ne voivat imeytyä vedestä mereneläviin tai kasveihin päästäkseen ruokaamme
Zangmeister ja hänen tiiminsä ovat nyt analysoineet muita kulutushyödykkeitä ja materiaaleja, kuten kankaita, puuvilla-polyesteriä, muovipusseja ja muoviputkiin varastoitua vettä.
Tämän tutkimuksen tulokset yhdistettynä muuntyyppisten analysoitujen materiaalien tuloksiin avaavat uusia tutkimusmahdollisuuksia tällä alalla tulevaisuudessa.
"Useimmat tätä aihetta koskevat tutkimukset tähtäävät kollegoiden kouluttamiseen. Tämä paperi tekee molempia: kouluttaa tutkijoita ja tarjoaa tiedottamista", hän sanoi.
Tutkimus julkaistiin tieteellisessä lehdessä Ympäristötiede ja -teknologia.