茶葉源于中國，作為世界三大飲料之一，泡茶、飲茶在我國已經(jīng)有6000多年的歷史了。微塑料這一概念最早出現(xiàn)在2004年，由英國普利茅斯大學(xué)的湯普森等人在《科學(xué)》雜志上提出，是直徑小于5毫米的塑料碎片和顆粒，被形象地稱為“海中的PM2.5”。
圖1. 在95℃的水中塑料茶包會釋放出數(shù)以百億計的微米和納米塑料。
本來茶葉和微塑料這兩個八竿子打不著的東西不會有任何聯(lián)系，但是2019年，加拿大McGill大學(xué)的Nathalie Tufenkji教授課題組在《Environmental Science & Technology》上發(fā)表了一項石破驚天的研究，將它們生生的聯(lián)系在了一起。這項研究表明，用尼龍66或者聚酯（PET）做成的茶葉袋在95℃的水中泡5min的話會釋放出116億的微米級塑料以及31億的納米級塑料顆粒。他們通過傅里葉紅外光譜儀（FTIR）和X射線光電子能譜（XPS）對釋放出的塑料顆粒的組成進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)顆粒的FTIR譜圖與裝茶葉的塑料袋幾乎相同，500~4000 cm-1波數(shù)有相同特征峰；他們利用XPS表征了顆粒的元素組成和電子構(gòu)型，在285~286 eV處觀察到尼龍66的三個含碳基團(tuán)：C-C、C-N和C-O/C-OH，在534和532 eV處發(fā)現(xiàn)了PET中C-O-C和COO基團(tuán)，說明這些顆粒就是從塑料袋上被泡下來的，長期用塑料袋泡茶的小伙伴們不禁后背發(fā)涼，原來常喝的茶葉里“配料”這么豐富
圖2. 茶袋浸出液對水蚤形態(tài)和運動的影響。（a）暴露于茶袋濾液中的水蚤體內(nèi)檢測到塑料顆粒；（b）暴露于茶袋濾液中水蚤的CT圖像；（c）暴露于茶袋濾液中水蚤的運動路線；（d，e）暴露于茶袋濾液中水蚤的運動距離。
更嚴(yán)重的是，Nathalie Tufenkji教授又研究了這些塑料顆粒對水蚤的影響，三天后發(fā)現(xiàn)暴露在這些顆粒中的水蚤發(fā)育畸形、無法形成甲殼、運動機(jī)能受限、生殖能力下降。看了這篇報道后還沒有結(jié)婚的小伙伴估計已經(jīng)哭暈在廁所了。
泡茶能泡出百億微塑料是真的嗎？
德國明斯特大學(xué)、化學(xué)獸醫(yī)檢驗局 (CVUA-MEL)的Darena Schymanski教授看了這個研究后也感到很震驚，在震驚之余就想用科學(xué)的方法來進(jìn)行反駁，在進(jìn)行了大量實驗后，于2020年10月14日，在《Environmental Science & Technology》上發(fā)表了一篇評論，針對Nathalie Tufenkji教授的研究提出了不同的看法。他們認(rèn)為雖然通過SEM發(fā)現(xiàn)了茶包濾液中存在大量顆粒，通過FTIR和XPS分析這些顆粒中含有尼龍和PET的成分，但并不能說明所有的顆粒都是塑料顆粒，而且也沒有給出塑料顆粒和非塑料顆粒的比例，因此Darena Schymanski教授認(rèn)為這些顆粒大部分不是微塑料，而是一種低聚物。
為了證實這個說法，他們完全“重復(fù)”了Nathalie Tufenkji教授的實驗步驟，并用SEM和μ拉曼光譜進(jìn)行分析，利用HPLC研究了聚合物的遷移能力。在SEM圖中，他們發(fā)現(xiàn)即使浸泡5min，茶葉袋也沒有明顯變化，結(jié)果如圖3所示。也就是說即使產(chǎn)生了微塑料，大部分也附著在了茶包表面上，只有很少的一部分被浸泡到了茶水中。他們又通過μ拉曼光譜分析了一個茶葉袋到底能釋放出了多少微塑料顆粒，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)粒徑大于1μm的顆粒只有5800~20400個，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Nathalie Tufenkji教授提出的116億微米級塑料以及31億納米級塑料顆粒的數(shù)量，而且在所有顆粒中只有1.6％~5.3％的顆粒是尼龍微塑料。他們采用LC-MS/MS方法發(fā)現(xiàn)茶包濾液中含有濃度為93μg/L的己內(nèi)酰胺（尼龍單體）和73μg/L的1,8-二氮環(huán)十四烷-2,9-二酮（尼龍低聚物），同時指出很多研究者的研究發(fā)現(xiàn)尼龍與熱水接觸后會釋放出低聚物。據(jù)此，Darena Schymanski教授認(rèn)為Nathalie Tufenkji教授發(fā)現(xiàn)的數(shù)以億計的微米和納米顆粒實際上是尼龍低聚物，由于這些低聚物具有可溶性，因此不應(yīng)將其視為微塑料。
圖3. 經(jīng)過和未經(jīng)過浸泡的茶葉袋的SEM圖像。
泡茶真的會泡出百億微塑料？
很快，原作者Nathalie Tufenkji教授的回應(yīng)就來了，認(rèn)為Darena Schymanski教授對他們的工作存在誤解，而且使用的分析技術(shù)也不同，因此兩種結(jié)果不能進(jìn)行對比。
Nathalie Tufenkji教授認(rèn)為他們采用兩種不同方法計算的顆粒數(shù)量沒有問題，第一種方法是將濾液干燥后直接用SEM觀察，然后對90張圖片中顆粒進(jìn)行統(tǒng)計分析，第二種方法通過納米顆粒跟蹤分析法（NTA）直接分析濾液，此時樣品沒有干燥，因此顆粒不會結(jié)晶，更重要的是NTA不會將溶解的低聚物計算進(jìn)來，兩種方法分析結(jié)果很接近：NTA測量的顆?？倲?shù)為143億，而SEM為147億。他們還強(qiáng)調(diào)，利用FTIR和XPS分析不同粒徑的微塑料，其結(jié)果與茶包塑料袋完全吻合，如果這些顆粒中只含有少量塑料顆粒，在譜圖中的信號強(qiáng)度不會那么強(qiáng)，如果真的像Darena Schymanski教授認(rèn)為的只有1.6％~5.3％的顆粒是尼龍微塑料，那信號強(qiáng)度是非常微弱的。
Nathalie Tufenkji教授認(rèn)為，Darena Schymanski教授的實驗操作聲稱是完全復(fù)制，實際上與他們的操作差別很大：首先，Darena Schymanski教授將一個茶袋浸入200毫升沸水中5分鐘，而他們是將三個空茶袋浸入10毫升95℃的水中浸泡5分鐘；第二，Darena Schymanski教授尼龍茶袋的線是聚丙烯做的，而他們尼龍茶袋的線是由纖維素制成的。但是，最大的不同在于Darena Schymanski教授在過濾時采用了PC鋁塑膜，他們根本就沒有進(jìn)行過濾，因為這可能導(dǎo)致濾液污染和顆粒數(shù)量損失，所以Darena Schymanski教授分析的顆粒數(shù)量要少很多就不奇怪了，而且在μ拉曼光譜中的確發(fā)現(xiàn)了PC的存在，說明濾液被污染了。
Nathalie Tufenkji教授指出他們的實驗都是在潔凈的生物安全柜中進(jìn)行的，不存在Darena Schymanski教授所說的實驗在不干凈的環(huán)境中進(jìn)行的可能。
最后，Nathalie Tufenkji教授總結(jié)道，Darena Schymanski教授使用了不同的茶袋、不同的實驗操作、不同的分析方法，因此得出了與他們不同的結(jié)論非常正常，但是這兩個研究的相同點就是泡茶真的會泡出微塑料。
雙方各執(zhí)一詞
針對塑料茶包泡茶會不會泡出微塑料這個問題，加拿大McGill大學(xué)的Nathalie Tufenkji教授和德國明斯特大學(xué)、化學(xué)獸醫(yī)檢驗局 (CVUA-MEL)的Darena Schymanski教授展開了一場大討論。針對Nathalie Tufenkji教授提出的泡茶會泡出數(shù)以百億計的微塑料這個話題，Darena Schymanski教授采用不同的茶包、實驗方法和分析技術(shù)得出了泡茶會泡塑料顆粒，但不會夸張到數(shù)以百億計，大多數(shù)被泡出來的實際上是低聚物。隨后Nathalie Tufenkji教授又進(jìn)行了反駁，利用原料、操作和分析方法各種不同得出的結(jié)論肯定不一樣。對于Nathalie Tufenkji的反駁，Darena Schymanski教授還沒有回應(yīng)，雙方各執(zhí)一詞，但不管怎么說結(jié)論還是有共同點的，就是泡茶真的會泡出微塑料！
不過小編真的很佩服這兩位學(xué)者對待科學(xué)問題的態(tài)度，所謂道理越辯越明，只有百花齊放百家爭鳴才能促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，期待更多的研究，讓我們更接近真相!
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b02540
