微塑料&纺织业

来自Tyrrhenian海底核心的微塑性纤维(左)和微塑料片段(右)深度约为800米。

纺织业可以共同努力,制定解决方案,以解决环境中微型塑料的复杂问题。

戴维斯李博士,艾琳科尔克博士博士,悉尼Gladman博士和唐纳德里波特博士1

MICOROPLASTICS对纺织工业造成的越来越令人担忧,复杂于更广泛的可持续性讨论的复杂性。然而,关于这种多方面的问题有很大要被发现,以及如何最好地回应它。

目前,对微塑料的单一定义没有基于广泛的协议。国家海洋和大气管理(NOAA)定义了微塑料 “塑料件小于5毫米[mm}长度可能对我们的海洋和水生生活有害。” 2

欧洲化学品代理(ECHA)在其拟议的定义中更具体地说:

“”微塑料“是指含有固体聚合物的颗粒,可添加添加剂或其他物质,其中≥1[百分比] w / w的颗粒具有:
(i)所有尺寸0.1μm[微米]≤x≤5mm,或
(ii)对于纤维,长度为0.3μm≤x≤15mm,长度为直径比>3.” 3

海洋微塑料的研究不是新的。自20世纪70年代以来,伍兹孔海洋学机构(WHOI)一直在进行这一主题的研究和出版。4 其他组织也活跃起来。例如,欧洲学院政策(SAPEA)财团的科学建议发表了一项广泛的审查,指出了对测试方法的标准化和协调的需要。 Sapea表示目前有“没有对[纳米/微塑料]的人类健康有普遍风险的证据。” 5

虽然海洋塑料问题的量化仍然是一项挑战,但研究人员估计,预计每年4.8至1270万吨的塑料废物将进入海洋,目前的积累估计为50-150万吨。6 截至2014年,研究人员估计,至少5.25万亿块塑料,重量大约269,000吨,持续存在于我们世界海洋的表面级别。7 在地表水中,采样研究表明,微塑料可存在于广泛的浓度中;大约1×每升10-3至10个颗粒,用于大于0.3mm的颗粒。8

由于监管机构正积极参与起草可能影响行业以及消费者的规则和法规,了解这些问题是为了适当回应问题。

家庭洗涤,可以从服装文章中释放微纤维,被认为是进入水道的微薄塑料的一个来源。 (史蒂夫布里斯尼/免费图片)

纺织品的问题

目前的微型微型玻璃塑料采样发现,纤维是微塑料的第二个最识别的“形状”。9 然而,对表面撇去采样方法的重点可能无法准确地量化存在的纤维量。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),尼龙和丙烯酸纤维的密度大于海水,因此被认为在海底积聚 - 一种新兴的微塑性研究子集。10 虽然研究人员普遍认为大多数微薄塑料源于较大的塑料片段的碎片,但如果这是纺织衍生的微薄塑料的情况,则目前尚不清楚。11

许多关于从纺织品的微塑料释放的研究都集中在洗涤家中作为进入水道的纤维来源。这些研究发现,脱落依赖于纺织品制品的性质,包括纤维材料,纱线尺寸,织物结构,织物重量和织物整理。12 例如,在多项研究中已经确定了聚酯羊毛以释放更高的纤维计数 - >7000纤维/ m-2 / L-1 - 比其他类型的聚酯织物。13 洗涤设备和设置以及洗涤剂的可变性也可以影响衣服或制品中释放的纤维量,其中洗衣机和干燥器可以导致纺织纤维的脱落。与涤纶羊毛制品的洗涤方法相比,其他研究已经确定了在滚筒干燥过程中纤维释放增加3.5倍。 14

环境中纺织衍生微塑料的其他潜在来源可包括捕鱼绳索和网的碎片,或者从不正确的非织造卫生产品的崩溃。15 此外,家庭水平过滤和废水处理在防止微型塑料释放到环境中的作用需要进一步调查。

标准和认证

目前,仍有很少的标准来指导该行业的最佳实践,用于测量纺织品微薄的微塑料的排放率。行业认可标准和环境标签等ISO 14000环境管理标准,ASTM环境标准,全球有机纺织标准,欧盟Ecolabel,OEKO-TEX®标签标准尚未包括对纤维脱落的评估。

然而,其他行业检测组织和独立研究人员一直致力于开发可重复的方法,以帮助教育和支持该行业。例如,美国纺织化学家和色素和色素(AATCC)协会,研究三角形公园,N.C,正在开发使用加速洗涤机来计算纤维/质量损失的重量法。16 德国Hohenstein Institute开发了一套试验方法,旨在提供对微纤维的定量分析。这些试验方法包括利兹大学采用的重量方法,使用Hohenstein的动态图像分析方法评估纤维计数,形状和尺寸分布,以及纤维素与非纤维素含量的评估。17 此外,存在一些标准化的测试方法,其可以具有被修饰的能力直接评估微塑料。例如,用于评估干绒嵌段和洗涤的试验方法。18

量化海洋中的微塑料量是研究人员的挑战。 (Miha Rakar / Outplash)

法规

目前,Microplastics立法主要针对含有微薄的个人护理产品的销售或生产。然而,更全面的立法正在地平线上。 2019年8月,欧洲化学物质局(ECHA)起草了对化学品(覆盖范围)的注册,评估,授权和限制的修正案,这些修正案将禁止销售“他们使用的微薄或在其使用中将不可避免地导致释放对环境的微薄,无论在欧盟区内的使用条件如何。拟议的修正案限定了含有材料的微量塑料(见上文的ECHA定义):

“......一种物质在其上或混合物中,作为浓度等于或大于0.01 [百分比]的微薄。”

除了通过水解之外,存在本质上的聚合物和尚未化学修饰的聚合物 - 是可生物降解的聚合物。此外,这一提出的立法只适用于有意添加的微薄,在使用点存在,可以随时释放到环境中。在使用或处置时产生或脱落微薄塑料的产品,但最初未含有上面定义的含添加的微薄塑料,则不会受到该提出的调节。社会经济分析委员会(SEAC)将于9月对立法发出终意见。19 欧洲委员会立法草案于2020年12月到期,20 并且可能会在2021年的最后投票。

目前,未改性的天然和可生物降解的聚合物在提出的调节下不受微薄的塑料。自然纤维根据其来源而定义,而不是由其化学结构定义。例如,将调节天然存在但在工业设定中聚合的聚合物。21 聚合物的生物降解性将由ISO 17025认证的实验室评估,该实验室进行拟议的达到立法中概述的经批准的试验,以确保聚合物符合可生物降解材料的目标规格。22

在美国,在国家一级辩论微塑本规定。 6月,加州州水板采用了在加州参议院钞票的要求下采用了微薄的微薄物质的定义。饮用水中微塑料的定义被定义为:

“可以添加化学添加剂或其他物质的固体聚合物材料,其是具有至少三维的颗粒,其大于1μm,[含有体积]小于5,000微米(μm)。 3 衍生在未化学改性(除了水解除外)的性质中衍生的聚合物被排除在外。“ 23

由于给出的尺寸约束,人造纤维的阈值长度最终将取决于其直径。此外,SB 1422要求在2021年7月1日之前开发出上述微塑料在饮用水中微型塑料的定义的定量方法。24 另一个加州参议院票据,SB 1263,任务是,在2021年12月31日或之前或之前,可以在Microplastics中保护海水的全州微塑料策略。25

预计与微塑料有关的国家级立法将增长。并且,作为纤维是一种常见的微塑性形状,26 纺织业可能会受到影响。行业可以做些什么?熟悉贸易协会,标准组织,监管机构和研究组织的问题和消费者的关注,以及制定连贯性和明智的解决方案。环境中的微塑料是一个挑战性和复杂的问题。然而,共同努力,雇用声音科学了解和解决问题应该有助于提供更好的环境和更强大的行业。

参考:

1 作者是聚合物科学和材料化学实践的顾问,Inc.,科学和工程咨询公司。本出版物由exponent,Inc.雇员撰写授权本出版物的任何部分由外部来源资助或支付。

2 What are microplastics? National Ocean Service website, //oceanservice.noaa.gov/facts/microplastics.html,于2020年7月6日访问。

3 风险评估委员会和社会经济分析委员会:关于附件XV档案的意见提出关于有意添加的微塑料的限制,  //echa.europa.eu/documents/10162/5a730193-cb17-2972-b595-93084c4f39c8 2020年7月30日的访问。

4 Lubofsky,E. Microplastics在海洋 - 分离小说, //www.whoi.edu/oceanus/feature/whoi-viewpoint-microplastics-in-the-ocean-separating-fact-from-fiction/,于2020年7月6日访问。

5 Sapea是一种科学的微观塑料在自然和社会中的科学透视, //www.sapea.info/wp-content/uploads/report.pdf accessed on 7/6/20.

6 Jambeck,J.等人。塑料废物从陆地投入到海洋中。科学,347.6223:768-771(2015)。

7 Eriksen M,Lebreton LCM,Carson Hs,Thiel M,Moore CJ等。 (2014)世界海洋中的塑料污染:超过5万亿塑料件,在海上漂浮超过250,000吨。 PLO一个9(12):E111913。 DOI:10.1371 / journal.pone.0111913

8 A.A. Koelmans等人。新水域和饮用水中的微塑料:批判性审查和数据质量评估。水研究155(2019)410-422。

9 A.A. Koelmans等人。新水域和饮用水中的微塑料:批判性审查和数据质量评估。水研究155(2019)410-422。

10 F. Salvador Cesa等人。作为海洋环境中的纺织角度作为微塑料的合成纤维:纺织透视与家庭冲洗的重点综述。总环境科学,598(2017)1116-1129; Kane等人,海底微塑性热点由深海循环科学368,1140-1145(2020)控制。

11 Kormann,C.所有塑料在哪里?纽约人(2019年)。

12 F. Salvador Cesa et al. Synthetic fibers as microplastics in the marine environment: A review from textile perspective with a focus on domestic washings. Science of the Total Environment, 598 (2017) 1116–1129; Carney Almroth, et al. Quantifying shedding of synthetic fibers from textiles; a source of microplastics released into the environment. Environ Sci Pollut Res (2018) 25:1191–1199; Cai et al. Systematic Study of Microplastic Fiber Release from 12 Different Polyester Textiles during Washing. Environ. Sci. Technol (2020) //dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b07395

13 Carney Almroth, et al. Quantifying shedding of synthetic fibers from textiles; a source of microplastics released into the environment. Environ Sci Pollut Res (2018) 25:1191–1199; Cai et al. Systematic Study of Microplastic Fiber Release from 12 Different Polyester Textiles during Washing. Environ. Sci. Technol (2020) //dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b07395; PiRC,U.等人。家庭洗涤过程中微纤维羊毛的微塑料纤维排放。环境科学污染渣(2016年)23:22206-22211。

14 PiRC,U.等人。家庭洗涤过程中微纤维羊毛的微塑料纤维排放。环境科学污染渣(2016年)23:22206-22211。

15 F. Salvador Cesa等人。作为海洋环境中的纺织角度作为微塑料的合成纤维:纺织透视与家庭冲洗的重点综述。总环境科学,598(2017)1116-1129。

16 UL:解决微纤维在纺织品中的环境影响, //crs.ul.com/wp-content/uploads/2019/07/CRS_041_Microfiber-White-Paper_v4.pdf 访问了2020年7月7日。

17 Hohenstein。可持续材料开发的真实数据:微纤维的定量分析, //www.hohenstein.us/en-us/expertise/sustainability/microfibers/ 2020年7月14日访问。

18 Jonsson,C.等人。从纺织品中脱落的微塑料分析方法,用于测量代表家庭洗涤释放的棚材料。可持续发展2018,10,2457;国际标准化组织。 ISO 9073-10:2003纺织品 - 非织造织物的试验方法 - 第10部分:棉绒和其他颗粒在干燥状态下产生;国际标准化组织。 ISO 105-E03:2010纺织品 - 氯化水的颜色牢度测试。

19 Echa。限制意图注册表直到结果:微塑料, //echa.europa.eu/registry-of-restriction-intentions/-/dislist/details/0b0236e18244cd73 2020年7月30日访问;风险评估委员会和社会经济分析委员会:关于附件XV档案的意见提出关于有意添加的微塑料的限制,  //echa.europa.eu/documents/10162/5a730193-cb17-2972-b595-93084c4f39c8 2020年7月30日的访问。

20 Echa。限制程序, //echa.europa.eu/regulations/reach/restrictions/restriction-procedure 访问了2020年7月30日。

21 风险评估委员会和社会经济分析委员会:关于附件XV档案的意见提出关于有意添加的微塑料的限制,  //echa.europa.eu/documents/10162/5a730193-cb17-2972-b595-93084c4f39c8 2020年7月30日的访问。

22 Echa。附件XV限制报告:故意添加微薄, //echa.europa.eu/documents/10162/05bd96e3-b969-0a7c-c6d0-441182893720 在2020年8月1日访问。

23 加州水板。提出了“饮用水中的微薄塑料”的定义,' //www.waterboards.ca.gov/drinking_water/certlic/drinkingwater/docs/dfntn_jun3.pdf 访问了2020年7月30日。

24 加州参议院账单1422年, //leginfo.legislature.ca.gov/faces/billTextClient.xhtml?bill_id=201720180SB1422 访问了2020年7月30日。

25 加利福尼亚州参议院钞票1263年, //leginfo.legislature.ca.gov/faces/billTextClient.xhtml?bill_id=201720180SB1263 访问了2020年7月30日。

26 A.A. Koelmans等人。新水域和饮用水中的微塑料:批判性审查和数据质量评估。水研究155(2019)410-422。


编者备注:戴维斯李博士是高级管理科学家,艾琳科尔克帕特里克博士博士A.悉尼Gladman是经理,唐纳德Ripatti博士是聚合物科学的科学家&exponent Inc.的材料化学实践 - 一种多学科工程与科学咨询公司。


2020年9月/ 10月

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