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JHM：一次性外科口罩释放的微塑料纤维的潜在健康风险:反复佩戴和处理的影响
随着疫情期间口罩的广泛使用，人们更加重视个人防护装备在预防疾病方面的有效性，而较少关注因反复使用口罩而导致的微塑料大量释放。本研究旨在揭示一次性医用口罩多次重复使用过程中微塑料纤维释放的特征。具体来说，研究了模拟释放时间和施加应力的持续时间对从口罩释放的微塑料纤维数量的影响。这包括分析口罩使用的持续时间和口罩放在口袋里的时间。比较了纤维在磨损、携带和释放三种处理方案下的理化性质，研究了其释放特性。这些结果为评估重复使用口罩纤维碎片对呼吸系统的潜在危害提供了基础，为制定更好的健康管理策略和相关的环境保护措施提供了科学依据。![]()
数据图简要导览：
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图1（微塑性释放实验示意图及后续表征方法。）
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图2（最初的一次性外科口罩的外层、中间层和内层表面，以及从不同层口罩中释放的微纤维。)![]()
图3（不同佩戴时间和口袋携带时间对一次性医用口罩每0.5 h循环释放的微纤维丰度分布的影响。磨损时间(a) 0.5 h， (b) 1 h， (c) 1.5 h， (d) 2 h。RT =水流旋转时间;PT =放置时间在口袋里。）从不同的掩膜层中释放出来的纤维形态如图2所示。口罩的内层和外层均由随机分布的塑料纤维组成，并加入了大量的节点，以增强口罩的稳定性和强度。原始口罩内的这些塑料纤维缠绕在一起，缺乏足够强的粘合，在外力作用下更容易从基质中逃逸。原始掩模在所有纤维层中表现出一致的完整纹理，其特征是在复杂的PP长丝网络中以规则的间隔排列着明确的菱形孔。然而，经过实验处理，目视检查显示PP纤维有大量退化区域。观察到越来越多的剪切损伤发生，导致纤维纹理不太明确。为了评估每种外摩擦条件下微塑料纤维的数量，测定了三个平行过滤样品的平均数量。然后根据从扫描图像中获得的每单位面积的颗粒数和扫描区域的大小计算纤维的数量(图2、3)。当口罩佩戴时间超过1小时时，微塑料纤维的释放量呈先下降后增加的趋势，在1100 ~ 1300根左右达到峰值(图3c)。此外，随着磨损时间的增加，峰值释放时间的出现时间提前(图3d)。这一现象可归因于外力作用下受损节点数量有限，导致微塑料纤维在初始阶段大量释放。![]()
图4（在测试期间释放到水中的检测到的微纤维总数的相对贡献。透明是主要颜色，至少占70%。a、b、c:在磨损时间0.5 h的情况下;d、e、f:磨损时间1.0 h条件下;g、h、I:在磨损时间1.5 h的情况下;j, k, l:磨损时间2.0 h条件下;a, d, g, j:在口袋中0 h的条件下;b, e, h, k:在口袋中2h的条件下;c, f, I, l:在口袋中4h的条件下。WT =口罩佩戴时间;PT =放置时间在口袋里。）由于实验中没有对口罩进行破坏性处理，因此发现大部分释放的微塑料纤维来自口罩的内层和外层。为了更有效地评估从不同层释放的微纤维，还根据它们各自的颜色进行了测量。蓝色微纤维主要来自外层，透明微纤维主要来自内层。研究结果(图s2)显示，与外层相比，从内层释放的微塑料纤维明显更高。这一结果与以往研究中口罩释放的白色/透明纤维最丰度一致。大量释放的纤维可归因于口罩与皮肤之间的接触摩擦，以及在储存过程中折叠引起的额外摩擦。
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图5（原始外科口罩的表面形貌(a、b、c)，仅佩戴后的口罩(d、e、f)，佩戴后口袋携带的口罩(g、h、i)，模拟释放处理后的口罩(j、k、l)。
佩戴口罩后，口罩上的纤维明显积累了更多的微粒，在口袋中携带口罩导致口罩纤维表面出现更多的裂缝和突起。原口罩纤维表面纹理相对光滑，细颗粒附着较少(图5a、b、c)。佩戴后，虽然纤维表面仍保持光滑，但微纳颗粒的积累明显增加(图5f)。纤维表面结构发生了明显的变化，例如由于几个表面碎片脱落而形成凸起(图5c, f)。面罩节点与纤维之间的连接减弱，导致一些纤维变得不那么紧密(图5d, e)。然而，当面罩佩戴后放在口袋中时，纤维之间的抗拉强度下降，导致面罩结构变得更松散(图5g)。面罩纤维表面也变得明显磨损，与仅磨损时相比，检测到许多裂纹(图5h, i)。
该研究考察了在不同时间条件下反复佩戴和随身携带的一次性医用口罩的微塑料纤维释放情况。结果表明，DSMs的微纤维在前0.5 h内释放，随着随后的重复使用时间，释放逐渐减少。然而，随着佩戴时间的增加，面罩纤维连接节点上较长时间的摩擦导致微塑料纤维释放出现二次峰值。这些微塑料纤维的释放对呼吸系统构成潜在风险。考虑到公众对保护措施和预防呼吸道疾病的必要性的意识增强，在公共场所频繁使用口罩的情况仍然普遍存在。鉴于一次性医用口罩在后疫情时代的持续重要性，特别是在特定行业和医疗服务中，必须尽量减少重复使用。进一步的研究应侧重于探索口罩塑料微纤维的潜在影响以及微塑料与污染物的共同毒性对人类健康的影响，特别是关于微塑料在人体内迁移和聚集的影响。如对文章感兴趣，请阅读原文
文章回顾
=》Environmental Research：新冠疫情大流行的环境影响：在周围环境影响下口罩释放出的微塑料、有机污染物和微量金属
=》富铁水生环境中溶解有机物介导的微塑料光老化机制
