近年来，人们越来越担心被称为微塑料的微小颗粒在地球上几乎无处不在，从极地冰到土壤、饮用水和食物。当塑料逐渐分解成更小的碎片时，这些颗粒正在被人类和其他生物消耗，对健康和生态系统的潜在影响未知。研究的一大重点是瓶装水，每个容器中都含有数万个可识别的碎片。

现在，利用最新的精炼技术，研究人员进入了一个全新的塑料世界:鲜为人知的纳米塑料领域，微塑料的产物已经进一步分解。他们首次对瓶装水中的这些微小颗粒进行了计数和鉴定。他们发现，平均每升水中含有约24万个可检测到的塑料碎片——比之前的估计多10到100倍，之前的估计主要基于更大的尺寸。

这项研究刚刚发表在《美国国家科学院院刊》上。

纳米塑料非常微小，与微塑料不同，它们可以通过肠道和肺部直接进入血液，并从那里进入心脏和大脑等器官。它们可以侵入单个细胞，并穿过胎盘进入未出生婴儿的身体。医学科学家正在竞相研究对各种生物系统可能产生的影响。

“以前，这只是一个未知的黑暗区域。毒性研究只是猜测那里有什么，”该研究的合著者、哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的环境化学家严北占说。“这为我们打开了一扇窗户，让我们可以看到一个以前没有接触过的世界。”

全球塑料产量每年接近4亿吨。每年有超过3000万吨的塑料被倾倒在水中或陆地上，许多用塑料制成的产品，包括合成纺织品，在使用过程中会脱落颗粒。与天然有机物质不同，大多数塑料不会分解成相对良性的物质;它们只是分裂再分裂成具有相同化学成分的越来越小的粒子。除了单个分子之外，它们的大小在理论上是没有限制的。

微塑料被定义为从5毫米(不到四分之一英寸)到1微米的碎片，这是一米的百万分之一，或1/ 25000英寸。(人的头发直径约为70微米。)纳米塑料是一种小于1微米的颗粒，以十亿分之一米为单位进行测量。

2018年的一项研究发现，瓶装水中的塑料平均每升含有325个颗粒，这在很大程度上成为了一个公共问题;后来的研究将这个数字翻了很多倍。科学家们怀疑存在着比他们所统计的还要多的粒子，但准确的估计只停留在1微米以下——纳米世界的边界。

“人们开发了观察纳米粒子的方法，但他们不知道自己在看什么，”这项新研究的主要作者、哥伦比亚大学化学研究生钱乃新(Naixin Qian)说。她指出，以前的研究可以提供纳米质量的总体估计，但在很大程度上不能计算单个粒子的数量，也不能确定哪些是塑料或其他东西。

这项新研究使用了一种被称为受激拉曼散射显微镜的技术，该技术是由哥伦比亚大学生物物理学家魏敏共同发明的。这包括用两种同步激光器探测样品，这两种激光器被调谐以使特定分子产生共振。针对7种常见的塑料，研究人员创建了一个数据驱动的算法来解释结果。他说:“探测是一回事，知道探测到什么是另一回事。”

研究人员测试了在美国销售的三种受欢迎的瓶装水品牌(他们拒绝透露是哪些品牌)，分析了小到100纳米大小的塑料颗粒。他们在每升水中发现了11万到37万个颗粒，其中90%是纳米塑料;其余的是微塑料。他们还确定了它们是七种特定塑料中的哪一种，并绘制了它们的形状——这些特性在生物医学研究中可能很有价值。

一种常见的是聚对苯二甲酸乙二醇酯或PET。这并不奇怪，因为许多水瓶都是由水制成的。(它也用于瓶装苏打水、运动饮料以及番茄酱和蛋黄酱等产品。)当瓶子被挤压或受热时，它可能会随着碎片脱落而进入水中。最近的一项研究表明，当你反复打开或关闭盖子时，许多颗粒进入水中，微小的颗粒被磨损。

然而，PET的数量被聚酰胺(尼龙的一种)超过。具有讽刺意味的是，严北镇说，这可能来自装瓶前用来净化水的塑料过滤器。研究人员还发现了其他常见的塑料:聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯，它们都用于各种工业生产过程。

一个有点令人不安的想法是:研究人员寻找的七种塑料类型只占他们在样本中发现的所有纳米粒子的10%左右;他们不知道剩下的是什么。如果它们都是纳米塑料，这意味着每升塑料的数量可能达到数千万个。但它们几乎可以是任何东西，“表明在看似简单的水样中有复杂的颗粒组成，”作者写道。自然有机物质的普遍存在当然需要谨慎的区分。

研究人员现在的研究范围已经超出了瓶装水。“有一个巨大的纳米塑料世界需要研究，”闵说。他指出，从质量上讲，纳米塑料比微塑料少得多，但“尺寸并不重要。是数字，因为东西越小，就越容易进入我们的内心。”

除此之外，该团队计划研究自来水，自来水也被证明含有微塑料，尽管比瓶装水少得多。严北镇(音译)正在开展一个项目，研究人们洗衣服时进入废水中的微塑料和纳米塑料——据他统计，目前每10磅重的衣物中就有数百万微塑料和纳米塑料，这些塑料来自由许多物品组成的合成材料。(他和同事正在设计过滤器，以减少商用和家用洗衣机的污染。)该团队将很快识别积雪中的颗粒，这些颗粒是徒步穿越南极洲西部的英国合作者目前正在收集的。他们还与环境健康专家合作，测量各种人体组织中的纳米塑料，并检查它们对发育和神经系统的影响。

“发现这么多这种东西并不完全出乎意料。”“这个想法是，东西越小，它们的数量就越多。”