廣泛使用的塑料在給人們生活帶來便利的同時，也給環境和人類健康帶來了一些負面影響，如現在越來越受關注的微塑料就是由塑料制品產生的一類新型污染物。

IQTC和暨南大學科研團隊就外賣餐盒中微塑料的遷移及產生機理進行了研究，并于近日在英文期刊Food Additives & Contaminants: Part A (IF=3.549)上發表論文“Analysis of microplastics released from plastic take-out food containers based on thermal properties and morphology study”。

胡佳玲和段逸品為該論文的共同第 一作者，鐘懷寧研究員和林勤保研究員為共同通訊作者。該研究得到了IQTC主持的國家重 點研發計劃課題2022YFF0607202和國家自然科學青年基金42207550的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1080/19440049.2022.2157894

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研究背景

01.

什么是微塑料?

2004年，英國的Richard C.Thompson首次提出微塑料的概念，將粒徑小于5 mm 的塑料顆粒稱為微塑料[1]。

根據產生的途徑不同，可將微塑料分為原生微塑料和次生微塑料。原生微塑料是指在人工生產過程中直接產生并最 終釋放到環境中的5 mm以下的塑料，如去角質的皮膚清潔劑、眼影、牙膏、鋼筆和塑料工業中使用的樹脂顆粒等；而次生微塑料是指大尺寸的塑料產品或塑料廢棄物在物理、化學和生物等作用下破碎并形成的5 mm以下的顆粒[2]。

02.

為什么要關注微塑料？

近年來的諸多研究表明，微塑料對生物健康可能會造成危害,主要體現在3個方面：微塑料本身、微塑料上吸附的環境污染物、以及微塑料本身內部含有的各種添加劑的浸出[3-7]。

除了在水體、土壤等環境中普遍檢測到微塑料之外，近年來還時有報道在海產品、礦泉水、飲料、牛奶等食品中檢出微塑料，這引起了人們的高度關注。研究發現，塑料類食品接觸材料是食品中微塑料污染的主要來源之一，如塑料奶瓶、茶包、一次性淋膜紙杯、礦泉水瓶等常見的含塑料食品接觸材料會在使用過程中都會向食品中釋放微塑料[8]。

受新冠疫情影響，塑料類外賣餐盒的使用量劇增。本研究聚焦于三種主要材質的塑料外賣餐盒的微塑料釋放情況，以及產生微塑料的原因，為進一步研究和評估食品接觸材料的微塑料風險提供技術支持。

IQTC&暨大團隊的研究

03.

研究對象和技術方法

本研究選取常用的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和發泡聚苯乙烯（EPS）這三種在外賣餐盒中最常見的塑料材質作為研究對象。

為模擬中國消費者喜熱食、送餐時普遍將外賣餐盒置于保溫箱內保溫的應用場景，本研究采用將100℃熱水裝入餐盒、并將餐盒在100℃烘箱中保溫1h后取出，水溶液經過濾等步驟后，收集到微塑料顆粒，并對這些微塑料顆粒和浸泡前/后的外賣餐盒進行測試。

用到的技術手段主要包括：

1. 利用顯微拉曼光譜儀檢測外賣餐盒釋放的微塑料數目及粒徑分布情況；

   
   

2. 利用差示掃描量熱法（DSC）和熱重分析法（TGA）表征外賣餐盒的熱學性能，并分析微塑料釋放與外賣餐盒熱學性能之間的聯系；

   
   

3. 利用掃描電鏡（SEM）表征熱水浸泡前后外賣餐盒的表觀特征變化，結合外賣餐盒的生產工藝，分析外賣餐盒產生微塑料的原因和影響因素。

圖1 本研究的技術路線圖

04.

研究結果

（1）顯微拉曼光譜的檢測結果表明，經過100℃熱水浸泡1h后，外賣餐盒產生微塑料的粒徑分布范圍在0.8～38μm之間，并且超過96%的微塑料粒徑小于10μm。三種不同材質的外賣餐盒產生的微塑料數量也不同：EPS外賣餐盒產生的微塑料數量最多，水浸泡液中微塑料平均數量為(2.82 ± 1.90)×106顆/升；PE餐盒水浸泡液中微塑料平均數量為(1.01 ± 0.76)×105顆/升；PP餐盒水浸泡液中微塑料平均數量為(1.90 ± 0.91)×104顆/升（見圖2）。

圖2 外賣餐盒產生的微塑料數目以及粒徑分布（a. 數目；b. 粒徑分布）

（2）傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）表明，經過熱水浸泡后，三種外賣餐盒的內壁均沒有出現O—H或C=O等氧化官能團，熱水浸泡前后餐盒內壁的紅外譜圖差別不大（見圖4a）；熱重分析（TGA）的結果表明，所有外賣餐盒的分解溫度都大于200℃（見圖3），由此可認為微塑料的產生與外賣餐盒的分解或化學官能團的變化關聯性很低。

圖3 外賣餐盒的TGA圖

（3）差示掃描量熱法（DSC）的檢測結果表明，PP和PE外賣餐盒的熔點分別在160℃和105℃左右，而EPS外賣餐盒的玻璃化轉變溫度在101℃左右（見圖4b）。本研究中餐盒浸泡溫度接近EPS的玻璃化轉變溫度，此溫度下EPS的高分子鏈段不受結晶區限制，具有一定的運動能力，因此EPS外賣餐盒產生的微塑料數目最多。

圖4 外賣餐盒的FT-IR圖和DSC圖（a. FT-IR圖；b. DSC圖）

（4）三種外賣餐盒除了在熱學性能方面存在差異以外，它們的生產工藝也不同，PP餐盒的生產工藝是注塑成型，PE餐盒是通過將PE噴淋在紙的表面進而經過成型工藝而得到，EPS餐盒屬于發泡餐盒。SEM的結果表明，所有餐盒的內壁在熱水浸泡之前都存在生產工藝所帶來的原有缺陷。經過浸泡以后，這些原有缺陷變得更加嚴重，餐盒的內壁表面變得更加粗糙，并出現了一些即將脫落和已經脫落的微塑料（見圖5），因此，可推斷生產過程中產生一些表面缺陷會導致經過熱水浸泡后逐漸形成微塑料，這也是外賣餐盒產生微塑料的原因之一。

圖5 熱水浸泡前后外賣餐盒的內壁變化

經文獻檢索，本研究是國內外首次聚焦于食品接觸材料在使用過程中產生微塑料的機理性研究，研究結果將為治理外賣餐盒中微塑料污染問題提供有力的科學依據。

除本篇論文外，IQTC和暨南大學研究團隊也針對國內外在食品中微塑料的來源及其檢測技術進展也進行了密切跟蹤與分析整理，研究成果以綜述形式發表在中文核心期刊《分析測試學報》2021年第11期。讀者可掃描或長按以下二維碼獲取該綜述的原文：

來源 | 國家食品接觸材料檢測重 點實驗室（廣東），IQTC

作者 | 胡佳玲、段逸品

責編 | 李丹 研究員