伊利,Pa。美国化学理事会向宾夕法尼亚州立大学贝伦德分校的研究人员提供了10万美元的奖励，该校的一个聚合物科学家团队正在探索微塑料的下限及其对环境(包括伊利湖)的潜在影响。
研究人员说，这项研究可以帮助科学家更好地隔离和识别环境中发现的各种塑料。这将有助于制造商更好地了解聚合物在降解时的行为，以及其他材料如何将对植物和动物生命的风险降到最低。
“我们正试图退一步，从不同的角度看待这个问题，”贝伦德大学塑料工程技术助理教授、该研究的首席研究员张晓石(音译)说。“我们想从开发科学方法开始，了解塑料的行为方式，以及我们如何可靠地检测它们。”
当塑料降解时，它们通常会分解成更小的碎片。这个过程并不快:根据世界经济论坛的数据，一个被扔进海洋的泡沫塑料杯需要50年才能完全降解。一根鱼线可以保留其部分特性长达600年。
“当这些塑料降解时，很难检测到它们，”张说。“首先，它们很小。它们也会与有机物、矿物质和玻璃混在一起. ...有些人急于得出它是塑料的结论。事实是，我们并不总是知道。我们没有适当的测试和流程。”
研究人员通常使用过滤器和静电屏从材料样本中去除较大的颗粒。他们加入过氧化氢来溶解任何有机物。然后，他们加热一根针，将其与剩余的固体接触。微塑料会融化;玻璃不会。
“这是一个非常繁琐的过程，”张说。
利用光谱学，研究人员可以研究小至20微米的微塑料——大约是人类头发宽度的三分之一。
在贝伦德的一个材料实验室里，张正在测试一种不同的方法。使用环境扫描电子显微镜和原子力显微镜，他可以将物理样品的表面放大一百万倍，看到小到一纳米的细节。
这不仅仅是小:一页笔记本纸大约有10万纳米厚。
张说:“困难的部分是能够将其识别为一种塑料而不是另一种塑料。”“这就是我们能带来的专业知识。我们非常了解塑料的特性。”
负责研究和研究生学习的副校长兼副院长阿琳·罗迪斯(Alicyn Rhoades)正在协助拨款。大学公园能源和环境可持续性实验室的两名研究人员也提供了信息:Hlengilizwe Nyoni，一位助理研究教授，正在使用热解-气相色谱和质谱法来识别纳米塑料并确定它们的浓度。分子光谱学助理研究教授Maxwell Wetherington正在使用AFM-IR(一种光谱表征技术)来识别纳米塑料的化学结构。
罗迪斯说:“我们组建了一个能够以正确的方式看待这个问题的团队。“我们有合适的工具和合适的人才，我们了解行业的现实和湖泊环境的重要性。我们有独特的优势来推进这一进程。”
该研究还与贝伦德的RESOLVE项目相一致，该项目是一项将塑料、金属铸造和运输行业转变为循环经济模式的区域战略，旨在解决伊利湖及其附近的塑料污染问题。计划中的制造业竞争力中心将为Behrend研究聚合物科学的研究人员提供新的实验室和资源。
对于Zhang来说，首先要开发一套标准流程来测量和识别环境中的微塑料。他说，这可能会导致制造商使用的聚合物发生变化，并导致包括可生物降解塑料在内的新材料的开发。
“我们不会在讨论‘塑料对环境有害吗?’”他说。“我们正在努力开发一种测量这些材料的标准。这将使我们更好地了解那里有什么，以及为什么它很重要。”
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