拜罗伊特大学的研究人员检查了两种标准分散涂料，发现它们含有大量尺寸仅为几微米或纳米的固体颗粒。分散涂料通常在家中用于粉刷墙壁和天花板。拜罗伊特大学的一个跨学科研究团队最近检查了两种常见分散涂料的化学成分，并确定了大量小至几微米或纳米的固体颗粒。这些颗粒在对生物测试系统的研究中已被证明对活生物体有害。这些颗粒可以使用拜罗伊特大学开发的新型膜在水进入环境之前从水中过滤掉。该研究发表在《生态毒理学与环境安全》杂志上。

分散涂料的成分

拜罗伊特大学关于分散涂料成分及其对生物体潜在影响的研究发表在《生态毒理学与环境安全》杂志上。它基于拜罗伊特大学合作研究中心1357“微塑料”的密切跨学科合作。研究人员选择了两种广泛使用的分散涂料，这些涂料通常在家中用于粉刷墙壁和天花板。它们的主要区别在于它们的滴落特性，因为它们分别是为粉刷墙壁和粉刷天花板而设计的。这两种涂料的固含量分别为49%和21%，而有机含量分别为57%和7%。微米或纳米范围内的特征性固体成分是二氧化硅、二氧化钛和碳酸钙的颗粒，以及各种塑料（特别是聚丙烯酸酯）的颗粒。许多这些微小颗粒通过涂层磨损或风化等过程进入环境。现在的研究表明，当用于粉刷墙壁和天花板的刷子、滚筒、刮刀和桶通过清洗油漆残留物来清洁时，分散涂料中的颗粒可能最终进入废水，从而也进入环境。对环境影响需要进行彻底调查，考虑到分散涂料在全球范围内的传播及其多样化的材料组成，这一点更加紧迫。因此，研究不仅限于对涂料成分的化学分析，还研究了它们对生物体和细胞的影响。

对生物体的影响

拜罗伊特大学的科学家选择了两个在研究领域中已得到充分建立的测试系统：大型水蚤物种的水蚤和一种小鼠细胞系。根据经济合作与发展组织的化学品测试指南对水蚤进行了测试。在该测试中，考虑了生物体的活动能力。结果发现，当水中含有高比例的溶解和未溶解的无机纳米塑料和微塑料颗粒时，水蚤的活动能力显著降低。在小鼠细胞中，观察到细胞活性降低，这通常是由纳米范围的颗粒引起的。小鼠细胞中的代谢受到二氧化钛和塑料纳米颗粒的显著破坏。研究表明，分散涂料的成分可能在生物体和细胞中引起不同程度的反应。因此，不能排除这些成分可能对环境有害的可能性。迫切需要在这一领域进行进一步的研究，特别是因为对塑料纳米颗粒和无机纳米颗粒之间的相互作用是否会引发额外的损害知之甚少。分散涂料的成分如何与环境不同部分中的其他物质相互作用——例如在空气、土壤或河流中——同样在很大程度上仍未解决。然而，已经清楚的是，不应将分散涂料随意丢弃到环境中。

具有高过滤效果的新型膜

在对分散涂料及其可能影响的研究的同时，研究人员还专注于另一个项目：开发一种新工艺，通过过滤从废水中去除分散墙面涂料中潜在有害的颗粒。这涉及使用通过静电纺丝工艺生产的功能化纤维膜。该膜以不同方式保留微米和纳米尺寸的颗粒。一方面，膜的孔非常细，不允许微粒通过。另一方面，膜纤维和纳米颗粒之间的相互作用导致它们粘附在膜表面上，即使它们适合进入孔内。在这两种情况下，过滤效果都与孔隙的快速和大规模堵塞无关。因此，例如水可以很容易地通过膜并流出。在《高分子材料与工程》杂志中，拜罗伊特大学的科学家描述了这种膜的成功应用。他们还测试了两种在对生物体研究中被证明有潜在危害的分散涂料。事实证明，该膜能够保留典型的涂料成分——特别是二氧化钛和聚丙烯酸酯的纳米颗粒，以及碳酸钙的微粒。

参考信息

• “Disentangling biological effects of primary nanoplastics from dispersion paints’ additional compounds” by Ann-Kathrin Müller et al., 16 July 2022, Ecotoxicology and Environmental Safety. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2022.113877

• “Filtration of Paint-Contaminated Water by Electrospun Membranes” by Ann-Kathrin Müller et al., 18 July 2022, Macromolecular Materials and Engineering. DOI: 10.1002/mame.202200238