Hushållsartiklar av plast och kläder av syntetiska fibrer släpper ut mikroplast, partiklar mindre än fem millimeter stora som obemärkt kan komma in i miljön. En liten del av dessa partiklar är så små att de mäts i nanometer. Sådana nanoplaster är föremål för intensiv forskning, eftersom nanoplastpartiklar kan absorberas i människokroppen på grund av sin ringa storlek – men än så länge är lite känt om deras potentiella toxicitet.
Empa-forskare från Bernd Nowacks grupp i Teknik- och samhällelaboratoriet har nu gått samman med kollegor från Kina för att titta närmare på nanopartiklar som frigörs från textilier. Tong Yang, den första författaren till studien, genomförde undersökningarna under sin doktorsexamen vid Empa. I tidigare studier har Empa-forskare redan kunnat visa att både mikro- och nanoplast frigörs när polyester tvättas.
En detaljerad undersökning av de frigjorda nanopartiklarna har nu visat att inte allt som vid första anblicken verkar vara nanoplast faktiskt är nanoplast.
Till en stor del var de frigjorda partiklarna i själva verket inte nanoplaster, utan klumpar av så kallade oligomerer, dvs små till medelstora molekyler som representerar ett mellanstadium mellan de långkedjiga polymererna och deras individuella byggstenar, de monomerer. Dessa molekyler är ännu mindre än nanoplastiska partiklar, och knappt något är känt om deras toxicitet heller. Forskarna publicerade sina resultat i tidskriften Nature Water.
För studien undersökte forskarna tolv olika polyestertyger, inklusive mikrofiber, satin och jersey. Tygproverna tvättades upp till fyra gånger och de nanopartiklar som frigjordes i processen analyserades och karakteriserades. Ingen lätt uppgift, säger Bernd Nowack. "Plast, särskilt nanoplast, finns överallt, inklusive på våra enheter och redskap", säger forskaren. "När vi mäter nanoplast måste vi ta hänsyn till detta 'bakgrundsljud'."
Forskarna använde ett etanolbad för att skilja nanoplast från klumpar av oligomerer. Plastbitar, hur små de än är, löser sig inte i etanol, men aggregationer av oligomerer gör det. Resultatet:Ungefär en tredjedel till nästan 90 % av de nanopartiklar som frigörs vid tvättning kunde lösas i etanol. "Det här gjorde det möjligt för oss att visa att inte allt som ser ut som nanoplast vid första anblicken i själva verket är nanoplast", säger Nowack.
Det är ännu inte klart om frigörandet av så kallade nanopartikulära oligomerer vid tvätt av textilier har negativa effekter på människor och miljö. "Med andra plaster har studier redan visat att nanopartikulära oligomerer är mer giftiga än nanoplaster", säger Nowack. "Detta är en indikation på att detta bör utredas närmare."
Forskarna kunde dock konstatera att textilens natur och skärmetoden – sax eller laser – inte har någon större inverkan på mängden partiklar som frigörs.
Frisättningsmekanismen är inte heller klarlagd ännu - varken för nanoplaster eller för oligomerpartiklarna. Den goda nyheten är att mängden partiklar som frigörs minskar avsevärt vid upprepade tvättar. Det är tänkbart att oligomerpartiklarna skapas vid tillverkningen av textilen eller spjälkas från fibrerna genom kemiska processer under lagring. Ytterligare studier krävs också inom detta område.
Nowack och hans team fokuserar på större partiklar för tillfället. I sitt nästa projekt vill de undersöka vilka fibrer som frigörs vid tvätt av textilier gjorda av förnybara råvaror och om dessa kan skada miljö och hälsa. "Halvsyntetiska textilier som viskos eller lyocell utses som en ersättning för polyester", säger Nowack. "Men vi vet ännu inte om de verkligen är bättre när det gäller att frigöra fibrer."
Mer information: Tong Yang et al, Oligomerer är en stor del av de frigjorda submikrometerpartiklarna som frigörs under tvättning av polyestertextilier, Naturvatten (2024). DOI:10.1038/s44221-023-00191-5
Journalinformation: Naturvatten
Tillhandahålls av Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
