多喝热水!最新研究:水烧开后过滤再喝,可防止84%的纳米/微塑料摄入

 

国外曾有过一项“火出圈”的投票:你认为中国人“最中国”的行为是什么?

毫不意外的是,“drink warm boiled water(喝温开水)”以400多次的点赞,被顶上了热评

 

 

图源:quora官网截图

 

爱喝开水,仿佛成为了中国人特有标志——感冒头痛生理期,多喝热水总能行。一天八杯白开水,喝不够水真要命。热水以其“有病治病,无病强身”的特有功效,稳居最便宜的保健品之首,甚至比秋裤还要无所不能。

对于饮用直饮水或爱喝冰水的西方国家民众来说,中国人爱喝开水的生活习惯确实令人费解,但殊不知这是一种“神秘的东方智慧”!

 

近日,来自广州医科大学和暨南大学联合开展的研究揭示了“喝温开水”的重大健康意义——煮沸硬水能有效去除至少80%的纳米塑料/微塑料(NMPs),堪称最为简单且无害的“净化”自来水方式, 从而减少人类通过饮水所致的NMPs摄入量。

 

 

https://doi.org/10.1021/acs.estlett.4c00081

NMPs是什么?如何清除水中NMPs?

 

对于NMPs,相信读者并不陌生。随着塑料品的消费量逐年增加,塑料污染已然成为全球面临的最紧迫的环境威胁之一。而这些塑料制品释放出的塑料碎片,又会在物理、化学和生物的进一步降解后分解成为“更微小但更严重”的威胁,即「微塑料」或「纳米塑料」。

 

微塑料(Microplastic,MP),是指直径在1μm至5mm之间的塑料碎片和颗粒,在塑料制品使用过程中释放,特别是食物用途的塑料制品。事实上,越来越多的实验表明,塑料聚合物的碎裂并未止步于“微米级”,而是进一步形成了纳米塑料,数量上更是比预期高出了好几个量级。

 

纳米塑料(Nanoplastics,NP),则是目前已知最小的微塑料,尺寸在1μm以下。与微塑料相比,纳米塑料更易进入人体,其体积小到可以穿过生物屏障(比如细胞膜)并进入生物系统,包括血液、淋巴系统,甚至全身。

按照重量计算的话,每人每年会吃掉5万个NMPs微粒;具像化来说,大约每周能吃掉5g微塑料,相当于一张银行卡的重量!而世界自然基金会分析NMPs来源后发现,人类摄入的最主要来源竟是“饮水”(包括自来水和瓶装水)。

 

 

图源:世界自然基金会

《No Plastic in Nature: Assessing Plastic Ingestion from Nature to People》

 

但事实上,传统的集中式水处理厂去除NMPs的能力非常有限。先前研究对来自全球14个国家的159份自来水样本进行了分析,其中129份含有NMPs,检出比例高达81.1%;具体来说,聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是最主要的聚合物类型。

 

NMPs的健康危害不言而喻,亟需开发简单而便宜的家用处理工艺来去除饮用水中的NMPs。因此,研究者想到了最生活化的方法——烧开自来水。

 

 

实验流程

煮沸过程使得NMPs沉淀率最高达90%

 

研究者从中国广州收集到了自来水,将其与荧光PS、氯化钙和碳酸氢钠溶液以及电阻率为18MΩ-cm的去离子水相混合和处理,紧接着模拟了含有NPs(1μm和0.1μm)和MPs(100-150μm)的自来水沸腾过程,以评估水温、水硬度、NP浓度和性质对NPs和水沉积物共沉淀的影响。

 

在加热自来水的过程中,随着温度的升高(从25到90°C),上清液中NP的去除率从最初的2±0.15%逐渐增加到28±2.6%,而水煮沸时(100°C)该数值急剧升至84±1.1%。

 

与此同时,NP浓度从每μL的30±4.0粒子降低至4.8±2.6,即NP从上清液中转移到了沉淀物里。

 

水温升高加速了沉淀物的形成,使得沉淀物中NP浓度逐渐增加;当水温升至100°C时,沉淀物中的NP浓度达到最高。也就是说,在水煮沸的过程中,NMPs能够与水中的某些化合物共沉淀,最终成为水壶中的水垢沉淀;而加热和煮沸的过程,则将有助于自来水中更多的NPs沉淀。

 

 

水煮沸过程中NPs的沉淀

 

除了温度会影响NPs沉淀之外,还有一个非常重要的影响因素——水的硬度。

 

不同地区的饮用水硬度差异很大,而这个因素也会影响沸腾过程去除NP的效率。研究者发现,随着水的硬度增加,NP沉淀效率也会随之增加。

 

举例来说,当水中CaCO3的浓度从80mg/L上升至180mg/L时,NP的沉淀率从34%升高到84%;而当自来水中CaCO3升高到300mg/L时,沉淀效率甚至提高到了90%。

 

不过值得一提的是,煮沸软水依然是去除自来水中纳米/微塑料的良方。即便是软水(即CaCO3的浓度<60mg/L),沸腾过程也能够去除25%以上的NP。

 

研究者解释道,除了与沉积物共沉淀之外,高温还能够增加NPs的碰撞频率和附着性,从而使微粒不断聚集并逐渐增大,最终因较大的重力而沉降下去。

 

 

不同硬度下水中NPs沉淀的情况

 

饮用开水后摄入的NMPs将减少2-5倍

 

根据全球水质的不同以及用水习惯的差异,研究者估算了六大洲67个地区成人和儿童通过饮用开水和自来水所致的NMPs摄入量。

 

结果显示,相比于每天饮用自来水,饮用开水摄入的NMPs量比前者减少了2-5倍。

 

 

全球饮用开水和自来水的NMPs摄入量

 

通常情况下,全球自来水中的NP浓度低于1mg/L(约每升31±2.0微粒),且大多数NPs在水煮沸后都能有效沉淀下来。因此,简单的煮沸过程就能极大地补充传统的水处理方法,从而有效去除自来水中的NPs,可谓是减少全球人口接触NPs的行之有效的方法。

 

然而,从全球角度看,大部分人还是习惯于喝自来水或者瓶装水,而喝开水仅仅是极少部分地区人口的地方传统,比如:中国、越南、印度尼西亚等亚洲国家。没想到,烧开水喝还真是好习惯,使该地区的人群在不知不觉中减少了NMPs的摄入量呢!

 

因此,研究者推荐,有条件的情况下可以使用非塑料的电热水壶来烧开水,不仅耗能低,二氧化碳的排放量还比较小。同时,也可以安装一些过滤装置来辅助,但要注意保留部分水垢将有助于NMPs的沉淀。

 

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