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医用口罩纤维释放特征及其潜在环境影响研究

李江南

医用口罩纤维释放特征及其潜在环境影响研究

李江南1
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  • 1. 东北大学
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摘要

新冠肺炎在全在全球范围内大肆传播,危及全球人民的生存与健康。在新冠疫情期间,大家为了预防感染新冠病毒,全球医用防护服、口罩、手套等防护用品的需求大涨。全球口罩销售额将达1660亿美元,疫情期间全球每月要消耗口罩约1290亿个。尽量避免人群聚集,减少不必要的外出,但是为了维持正常的生产与生活,戴口罩成为了最为有效的阻断新冠病毒的传播的手段。因此全球对于口罩的消耗量激增,使用过后的废弃口罩数量也急剧增加。 医用口罩,一般是多层结构,内外两层无纺布,核心层为熔喷布。熔喷布又称熔喷无纺布,是无纺布的一种,与普通无纺布相比,在纤维密度上更小一些,对于细菌、有害物质的过滤性更强。而制造无纺布的主要原材料是聚丙烯,不是棉花,是一种“塑料”,聚丙烯取自石油。市场上近九成无纺布都属于塑料制品,使用后的口罩如果处理不当将会对环境造成二次污染,而且难于降解。2020年估算约有15.6亿个口罩被乱丢入海洋中,需要长达450年才能被分解成微塑料,会对海洋生物以及海洋生态系统造成重大负面影响。废弃医用外科口罩会对环境中释放微塑料纤维,对环境生物也具有潜在危害。本研究主要内容包括(1)通过对无纺布口罩、棉布口罩、N95口罩在水中1,2,4,8周脱落纤维的统计,对脱落纤维的形态进行观察记录并对材质的鉴定与对比,对无纺布口罩、N95口罩进行扫描电镜和能谱分析表征,探究常用口罩在静态水环境中纤维的释放规律;(2)调查收集典型城市河道中废弃口罩,并对种类及其数量进行统计,分析影响河道中废弃口罩数量的相关因素,对收集的废弃口罩进行表征,并结合口罩纤维的脱落规律对废弃口罩微塑料污染进行评估;(3)采集清河水样及生物样品(铜锈环棱螺),建立了对水样及生物样的消解方法,优化了消解时间及微塑料的分离提取方法,建立了安捷伦8700激光红外成像仪分析水样及生物样品微塑料的方法,测定铜锈环棱螺体内微塑料含量种类及数量,分析城市河道疫情前后水环境中微塑料的变化情况。 通过实验研究表明每克无纺布口罩可脱落纤维颗粒467.39个,每克N95口罩可脱落纤维267.01个,每克棉布口罩脱落纤维颗粒121.70个,且无纺布口罩和N95口罩脱落的纤维材质均为聚丙烯;经过实地采样调查发现,废弃口罩均为无纺布口罩,尚未发现其他种类,估算出清河口罩密度为82.76个/km2,可向河道释放聚丙烯纤维颗粒为116043.59个/km2;铜锈环棱螺组织分离提取得到的微塑料检测发现,每个铜锈环棱螺体内含有微塑料颗粒约676.57个微塑料颗粒31种微塑料,聚丙烯含量为6.48%,对比疫情前后清河水样中微塑料总体丰度由疫情前的0.37个/L变为现在的0.32个/L,说明疫情期间较少的人类活动能够减少微塑料的排放,对比清河水样微塑料种类占比发现,聚丙烯在疫情前的占比为4.56%,而疫情之后占比上升为4.66%,说明废弃口罩进入河道后会向河道释放聚丙烯微塑料纤维颗粒。

关键词

废弃医用外科口罩/微塑料纤维/释放特征/潜在环境影响

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授予学位

硕士

学科专业

环境工程

导师

徐新阳;陈熙

学位年度

2021

学位授予单位

东北大学

语种

中文

中图分类号

X8
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