多伦多大学工程学院的研究人员观察到,在含有较高总溶解固体(TDS)的水中手洗合成面料会释放更多的微塑料纤维(MPF),这对数十亿没有软水或洗衣机的人群产生了影响。
这项研究的结果发表在 Scientific Reports 上的一篇论文中,研究了聚酯面料在不同类型水中手洗的表现。
一些面料覆盖了一层 基于硅的涂层,旨在减少MPF的释放,但研究人员发现这种涂层的有效性在不同条件下有所不同。
根据 Changing Markets Foundation 的一份报告,合成纤维,比如聚酯、尼龙和丙烯酸,主要用于 快时尚,大约占纺织品生产的三分之二(69%),预计到2030年将上升至近四分之三(73%)。
当合成面料被洗涤时,洗涤过程产生的摩擦会导致MPF释放到水道中。
微塑料是全球塑料污染的一个重要来源,难以完全从水中去除。虽然微塑料对人类健康的影响尚不明确,但它们对海洋生物构成风险,因为可能会阻塞消化道并在吞咽时造成伤害。
凯文·戈洛文教授的DREAM实验室曾经研发了一种硅基涂层,以减少洗涤过程中的摩擦并防止纤维断裂,但该涂层仅在机洗面料上进行了测试。
当首席研究员兼论文作者阿曼纽尔·戈利亚德开始询问涂层在手洗时的表现时,他意识到存在一个研究空白,并决定解决这个问题。
戈利亚德的家人来自埃塞俄比亚,他从小就知道手洗,并理解它的普遍性。
戈利亚德说:“全世界差不多有三分之二的人没有洗衣机。”
“世界上大多数人都手洗,但几乎所有的微纤维研究都集中在资源丰富的环境下的机洗上。”
为了进行他的研究,戈利亚德借鉴了另一篇研究论文中的竹洗板的方法,并指出,由于对手洗的研究太少,甚至很难找到可以参考的标准化方法。
他随后使用去离子水、自来水和安大略湖水洗涤了绿色和黑色的聚酯面料,包括涂层和未涂层的面料。洗涤后,他过滤了洗涤水以计数和分析微纤维颗粒(MPFs)。
在显微镜下,戈利亚德发现,不仅释放了大量的微纤维颗粒,而且涂层并不总是能像之前的洗衣机研究那样有效地减少微纤维颗粒的释放。
在观察涂层绿色聚酯面料时,涂层在去离子水中减少了约92%的纤维脱落,但在安大略湖水中仅减少了37%,这说明涂层的效能随着总溶解固体(TDS)的增加而下降。
戈洛温说:“涂层的效果主要受洗涤水类型的影响。”
很多手洗衣物的人会用当地的水源,比如河流、海洋或湖泊。它们中含有更多的总溶解固体,这比人们意识到的更影响这些微纤维的释放。
与此同时,大多数研究是在使用去离子水的实验室中进行的,而去离子水的TDS是0,这就意味着这些研究并没有反映出世界上大部分地区的真实洗涤条件。
“对于缺乏洗衣机的社区,还有其他影响,”Golovin说。
“他们暴露于更多的微塑纤维(MPFs),但政策和标准并没有反映这一点。根据这项研究及后续研究,这些社区可能需要比全球政策规定的更好的水过滤系统,因为他们暴露于更多的MPFs。”
研究中另一个令人意外的发现是纤维的实际长度。
“更高的总溶解固体(TDS)水平导致纤维长度变短,”Goliad说。
“这很重要,因为短纤维在过滤系统中更难被去除,它们传播得更快,也更容易被水生生物摄入。”
Golovin表示,短纤维的发现也影响了目前对它们的测量方式。
“我们有一个新的假设,即硬水中的溶解矿物质可能会把纤维切割成更小的碎片,”戈洛温说。
“这影响了我们测量微纤维释放的方式。如果它们被切割成更小的碎片,仅仅计算纤维数量并不能准确反映实际情况。”
戈洛温提倡测量释放纤维的总质量,而不仅仅是纤维数量。他还指出,他的实验室正在研究能够更好地耐受在高TDS水中手洗的织物涂层。
“我希望这项研究能凸显手洗对环境的影响,以及进行更全面研究的必要性,”戈利亚德说。
更多信息:阿曼纽尔·戈利亚德等,减少手洗时聚酯纤维释放的微塑料,科学报告(2025)。 DOI: 10.1038/s41598-025-23308-0
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