重磅研究！新方法首次揭开海洋中纳米塑料的真实形状和化学性质

海洋微塑料检测新突破，直接观测法引领研究方向

每年有数百万吨塑料垃圾进入海洋。太阳的紫外线和海洋湍流将这些塑料分解成看不见的纳米颗粒，威胁着海洋生态系统。在一项新研究中，圣母大学的工程师们展示了中国、韩国和美国沿海以及墨西哥湾海水中纳米塑料的清晰图像。这些微小的塑料颗粒来自水瓶、食品包装和服装等消费品，被发现形状和化学成分具有惊人的多样性。

纳米塑料在海洋中的浓度极低。为了在海水中发现它们，研究团队使用了一种独特的气泡沉积技术，他们之前开发这种技术是为了寻找 DNA 分子的痕迹，以便早期检测癌症。

研究团队将海水样本与银纳米粒子混合，并用激光加热溶液，直到形成气泡。表面张力的变化导致纳米塑料颗粒积聚在气泡外部。气泡收缩，然后消失，颗粒沉积在一个集中的位置。然后使用电子显微镜和拉曼光谱揭示纳米塑料的形状和化学性质。

研究团队在这些海水样本中发现了由尼龙、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 制成的纳米塑料——这些塑料聚合物用于食品包装、水瓶、衣服和鱼网。一些颗粒的不同形状可以追溯到用于制造它们的不同制造技术。令人惊讶的是，在墨西哥湾约 300 米深处采集的水样中发现了 PET 纳米颗粒，这表明纳米塑料污染并不局限于海洋表面。

了解实际纳米塑料的形状和化学性质是确定其毒性并设计减轻毒性的方法的关键第一步。

简而言之，《Direct observation and identification of nanoplastics in ocean water》 这篇研究成果通过直接观测，首次在海洋水中发现了纳米塑料。这对于我们了解海洋塑料污染的程度和危害具有重要意义。传统方法难以检测到如此微小的塑料颗粒，而这项研究采用了一种新的、更灵敏的检测方法，为我们研究海洋塑料污染提供了新的工具。

参考文献：Seunghyun Moon, Leisha M. A. Martin, Seongmin Kim, Qiushi Zhang, Renzheng Zhang, Wei Xu, Tengfei Luo. Direct observation and identification of nanoplastics in ocean water. Science Advances, 2024; 10 (4) DOI: 10.1126/sciadv.adh1675

一、纳米塑料到底有多小？我们能想象出它的尺寸吗？

纳米塑料真的非常小！小到什么程度呢？我们不妨来做个形象的对比：

• 一粒沙子： 大约是50-500微米，也就是0.05-0.5毫米。
• 一张纸的厚度： 大约是100微米，也就是0.1毫米。
• 一根头发： 大约是70微米，也就是0.07毫米。
• 而纳米塑料： 小于1微米，也就是0.001毫米。

也就是说，纳米塑料比一根头发还要细几十倍！它们小到肉眼根本无法看见，甚至连普通的显微镜都很难清晰地观察到。

那我们能想象出这么小的东西吗？ 其实很难。因为我们日常接触到的物体尺度都比较大，不过，我们可以这样想象：如果把一个足球放大到地球那么大，那么一个纳米颗粒就相当于足球上的一个蚂蚁。

为什么纳米塑料这么小呢？大块的塑料垃圾在自然环境中会逐渐分解，最终形成越来越小的颗粒，直到纳米级。在一些工业生产过程中，也会产生纳米级的塑料颗粒。

由于尺寸极小，纳米塑料很容易渗透到各种环境中，很难被传统的过滤方法去除。纳米塑料可以通过食物链在生物体内不断积累，对生态系统造成危害。有研究表明，纳米塑料可能对人体健康造成潜在威胁，但具体机制还有待深入研究。

总之，纳米塑料虽然微小，但其对环境和健康的影响不容忽视。

目前，常见的微塑料检测方法有热探针检测法、红外光谱法、拉曼光谱法、热分析技术、液相色谱-质谱法、荧光测定法等。

二、这项研究的意义

《Direct observation and identification of nanoplastics in ocean water》 这项研究的意义非常重大，这项研究不仅为我们了解海洋塑料污染的现状提供了新的视角，而且为未来的研究和治理提供了重要的科学依据。填补了科学研究的空白，实现了纳米塑料直接观测突破，为未来研究提供方向。

1. 填补了科学研究的空白

• 直接观测的突破： 传统方法难以检测到如此微小的纳米塑料，这项研究通过直接观测，首次证实了纳米塑料在海洋中的广泛存在，填补了科学研究的空白。
• 量化海洋塑料污染： 为更准确地评估海洋塑料污染的程度提供了科学依据。

2. 为未来研究提供方向

• 检测方法的改进： 研究中采用的直接观测方法为今后检测纳米塑料提供了新的思路和技术。
• 生态影响评估： 为深入研究纳米塑料对海洋生物、生态系统以及人类健康的影响奠定了基础。
• 治理策略的制定： 研究结果可为制定更有效的海洋塑料污染治理策略提供科学依据。

三、思考

如何提高纳米塑料检测的灵敏度、准确性和特异性？开发新的检测方法，例如结合拉曼光谱、荧光标记等技术。

如何更准确地表征纳米塑料的粒径分布、形貌、表面性质和化学组成？这对于深入了解纳米塑料的性质和行为至关重要。

如何建立可靠的纳米塑料定量分析方法？这对于评估海洋环境中的纳米塑料污染水平至关重要。

这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~

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