研究发现来自普通家用油漆的颗粒会伤害生物体

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拜罗伊特大学研究人员关于分散涂料成分及其对生物体的潜在影响的研究报告发表在《生态毒理学与环境安全》杂志上。该研究是基于拜罗伊特大学1357“微塑料”合作研究中心的跨学科密切合作。研究人员选择了两种广泛使用的分散性涂料，这些涂料在家庭中经常使用。

这两种涂料的区别主要在于它们的滴落特性，因为它们一方面是为墙面油漆设计的，另一方面是为天花板油漆设计的。这两种涂料的固体含量分别为49%和21%（按重量），而有机物含量分别为57%和7%（按重量）。微量或纳米范围内的特征固体成分是二氧化硅、二氧化钛和碳酸钙的颗粒，以及各种塑料的颗粒，特别是聚丙烯酸酯。

“这些微小的颗粒中有许多进入环境，例如，通过油漆层的磨损或风化作用。现在我们的研究表明，当用于粉刷墙壁和天花板的刷子、滚筒、刮刀和水桶通过清洗掉油漆残留物时，分散性油漆的颗粒可能最终进入废水，从而也进入环境。对环境的影响需要进行彻底的调查，鉴于分散性涂料在世界范围内的普及和它们不同的材料组成，这就更加迫切了。”“微塑料”合作研究中心副发言人Andreas Greiner博士教授说：“这就是我们不局限于对涂料成分的化学分析，还调查了它们对生物体和细胞的影响的原因。”

为了进行调查，拜罗伊特大学的科学家们选择了两个在研究中已被证实的测试系统：大型水蚤和一系列小鼠细胞。科学家们根据OECD化学品测试指南对水蚤进行了测试。在这个测试中，考虑了生物体的流动性。结果发现，当水中含有高比例的溶解和未溶解的无机纳米塑料和微塑料颗粒时，水蚤的流动性明显降低。

在小鼠细胞中，观察到细胞活动的减少，这通常是由纳米范围内的颗粒引起的。小鼠细胞的新陈代谢被二氧化钛和塑料的纳米颗粒明显扰乱，尤其是塑料。

“我们的研究表明，分散涂料的成分可以在生物体和细胞中引起不同程度的反应。因此，不能排除这些成分对环境有害的可能性。”“微塑料”合作研究中心发言人Christian Laforsch教授博士解释说：“这一领域迫切需要进一步的研究，特别是我们对塑料制成的纳米颗粒与无机纳米颗粒之间的相互作用是否会引发额外的损害仍然知之甚少。”

“同样，分散涂料的成分如何与不同环境区间中的其他物质相互作用，例如在空气中、土壤中或河流中，这仍然是一个基本没有解决的问题。然而，已经很清楚的是，分散涂料不应该被不小心地丢弃在环境中，”拜罗伊特大学工艺生物技术系主任Ruth Freitag博士教授说。

在研究分散涂料及其可能产生的影响的同时，Andreas Greiner教授博士领导的研究人员还专注于另一个项目。他们开发了一种新的工艺，通过过滤从废水中去除分散墙面漆中潜在的有害颗粒。这涉及到使用一种由电纺工艺生产的功能化纤维制成的膜。该膜以不同的方式保留了微米和纳米大小的颗粒。

一方面，膜的孔隙非常细，不允许微粒子通过。另一方面，膜纤维和纳米颗粒之间的相互作用导致它们粘附在膜表面，即使它们可以进入孔隙。在这两种情况下，过滤效果与孔隙的快速和大规模堵塞无关。因此，例如，水可以很容易地通过膜和径流。

拜罗伊特大学的科学家们在发表于《大分子材料与工程》杂志的一篇论文中描述了该膜的成功应用。他们还测试了研究中证明对生物体有潜在危害的两种分散性涂料。结果发现，该膜能够保留典型的颜色成分--尤其是二氧化钛和聚丙烯酸酯的纳米颗粒，以及碳酸钙的微颗粒。

“在日常生活中，所有这些颜色成分被一起排放到废水中。在这里，它们混合在一起，在某些情况下甚至由于它们的相互作用而改变了它们的结构和特性。因此，我们专门测试了我们的电纺膜对这种混合物的过滤性能。我们所取得的高过滤效果表明，当涉及到从微观和纳米范围内的颗粒中净化水时，这一过程具有很大的潜力，例如世界各地常用的涂料中所包含的颗粒。”Greiner说。