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伊一

怎麼辦?不帶口罩防不住病毒,帶上口罩卻一直吸入塑料顆粒!

2022年07月05日

 2019年,全球爆發新冠肺炎,至此之後,口罩成為了生活必備品。醫用外科口罩和N95口罩被認為是降低COVID-19傳播風險的最有效口罩。然而,鑑於N95口罩作為一次性用品的價格相對較高,人們普遍使用醫用外科口罩。但是,殊不知口罩對人體也產生威脅,戴口罩應考慮人體會吸入口罩本身產生的微塑料!

醫用外科口罩分為三層,前後蓋均採用聚丙烯(Polypropylene,PP)材質,纖維直徑約為20 m。熔噴佈是生產醫用外科口罩的核心材料,其主要成分是PP。熔噴佈的纖維直徑約為1-5 m,因此,它表現出高過濾性能,足以去除細菌、懸浮顆粒、液滴和氣溶膠(圖1)。由上述材料製成的口罩在使用和重複使用過程中會產生微塑料或納米塑料。這種情況可能導致通過呼吸吸入微塑料的風險。當然,微塑料也存在於空氣中,可以在呼吸時被吸入。

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圖1 醫用口罩結構與生產工藝流程(圖源:前瞻產業研究院)

目前最常用的商用口罩有外科口罩、N95口罩、棉口罩、時尚口罩、活性炭口罩、無紡布口罩等。戴口罩可能會導致微塑料吸入,包括來自空氣和口罩材料的微塑料。口罩常見的消毒工藝包括簡單清洗、紫外線(Ultraviolet,UV)光照射、吹風機消毒、酒精消毒和日光照射。熔噴佈易碎,水洗、酒精消毒、烘乾等都會破壞其纖維結構,導致其失去保護功能。常見的消毒過程會損壞口罩的結構,並增加吸入口罩產生的外源物質和微塑料的風險。

中國科學院:戴口罩

會帶來微塑料吸入風險

2021年6月,中國科學院大學研究團隊在Journal of Hazardous Material發表題為“COVID-19: Performance study of microplastic inhalation risk posed by wearing masks”的研究結果(圖2)[1]。研究發現無論是否戴口罩,球形和纖維狀微塑料造成的吸入風險都很高;與戴其他口罩和不戴口罩相比,N95口罩在減少球形和纖維狀微塑料吸入方面表現出良好性能。

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圖2 研究結果(圖源:[1])

本研究選擇了七種典型的商業口罩,通過使用模擬呼吸設備研究了通過不同類型的面罩吸入微塑料的情況;調查了在各種消毒過程後佩戴不同類型的口罩引起的微塑料吸入(圖3)。本研究可為根據需求選擇使用或重複使用的口罩提供指導。

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圖3 研究測試所用口罩(圖源:[1])

外科口罩和無紡布口罩的區別在於它們的中間層:外科口罩的中間層是由熔噴佈製成的,無紡布口罩的所有層均由無紡布纖維製成;棉質口罩由棉製成;活性炭口罩有由無紡布製成的內層和外層,以及由活性炭布製成的中間層;時尚口罩由三層有機聚合物製成,具有立體網狀結構;N95口罩由五層PP製成,外層和內層是紡粘的,中間三層是熔噴的。

研究發現:

■吸入纖維狀微塑料量的增加與口罩使用時間線性相關

與不戴口罩相比,所有口罩使用2h內有助於降低人體吸入空氣微塑料量:不戴口罩>活性炭口罩>外科-B型口罩>棉質口罩>時裝>無紡布口罩>外科-A型口罩>N95口罩;佩戴劣質口罩超過4h會造成更高的纖維狀微塑料吸入風險;佩戴劣質口罩720h,塑料顆粒主要來源為口罩本身,且只有N95口罩吸入纖維狀微塑料的風險較小:活性炭口罩>外科-B型口罩>棉質口罩>時尚口罩>無紡布口罩>外科-A型口罩>不戴口罩>N95口罩。

■口罩可以從其製造材料產生纖維狀微塑料

在纖維狀微塑料吸入風險方面,戴口罩少於168h(7天)低於不戴口罩,但外科B和活性炭口罩除外,口罩產生的纖維狀微塑料為主因;N95在所有測試的口罩中表現出低微塑料吸入風險。

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在球形微塑料顆粒吸入風險方面,無論是否佩戴口罩,球形顆粒吸入風險都很高:當使用時間為2h時,使用N95、外科-A、棉花、時尚、無紡布、外科-B、活性炭口罩和不戴口罩觀察到的球形顆粒累積量分別為1695、1808、2241、3110、2152、3090、2212和3918;隨著使用時間的增加,與不戴口罩相比,戴口罩吸入球形塑料風險持續下降;與不戴口罩相比,N95的微塑料吸入量在測試2小時後為43%,測試360小時後為4%,表明通過N95口罩的空氣中球形微塑料會隨著時間的推移而減少。

■不同消毒處理將增加口罩球形和纖維狀微塑料吸入風險

水洗和室內自然乾燥是最溫和的重複使用口罩處理方法,也對所有口罩結構的損壞和球形微塑料吸入風險影響最低;酒精消毒對口罩結構造成的損害最為嚴重,尤其是N95;陽光照射對外科口罩的影響最小;與未經處理的口罩重複使用相比,經過消毒處理後的口罩纖維狀微塑料吸入風險增加。

■外科口罩使用2小時,產生的微塑料顆粒直徑範圍為20-500 μm

外科口罩使用兩小時後,Laser Direct Infrared (LDIR)識別出其產生的微塑料顆粒的直徑範圍為20 m至500 m,其中20-30、30-100和100-500 m分別佔46%、45%和9%。

本研究調查了使用口罩2-720h和重複使用經過不同消毒方式處理的口罩所帶來的球形和纖維狀微塑料吸入風險。無論是否戴口罩,球形和纖維狀微塑料造成的吸入風險都很高;即使經過不同的消毒處理,與其他口罩和不戴口罩相比,N95在減少球形和纖維狀微塑料吸入方面表現出良好的性能;所有消毒過程都會導致不同程度的微塑料內部結構損壞,增加吸入微塑料的風險。

眾所周知,物理直徑小於100 nm的顆粒可被人類細胞內吞,且具有乾擾細胞功能的風險。儘管空氣中的微塑料和其他顆粒物對人體的影響尚不清楚,但這項研究的結果仍然為佩戴口罩提供了足夠的指導。研究人員指出:“在新冠肺炎大流行的情況下,使用口罩防護至關重要。儘管戴口罩可能會導致吸入一些微塑料,但與保護人類免受新冠病毒感染相比,這只是一個微不足道的問題。 ”