核實(shí)專(zhuān)家:
楊佳霖南京化工學(xué)院博士研究生
張衛(wèi)東南京化工學(xué)院院長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師,上海膜學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)
@郭大夫小課堂東莞學(xué)院附屬第一診所主治醫(yī)師
日前,一篇發(fā)表在《國(guó)際環(huán)境》雜志上的研究文章[1]引發(fā)了人們的關(guān)注。
研究人員對(duì)6位健康嬰兒的胎盤(pán)進(jìn)行檢查,在其中4個(gè)胎盤(pán)中檢測(cè)出了5-10μm大小的「微塑膠顆粒」,這是科學(xué)家們首次在人類(lèi)胎盤(pán)中發(fā)覺(jué)微塑膠。
研究發(fā)覺(jué),這種微塑膠顆粒都是經(jīng)過(guò)染色加工的黃色、紅色、橙色或黃色塑膠,很可能是通過(guò)母體日常使用的產(chǎn)品包裝、涂料、化妝品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品,而被母體吸收或吸入體內(nèi)。
但是,這種微塑膠顆粒大小在10微米(約0.01毫米)之內(nèi),這意味著它們足夠小,可以步入人體血液中。
這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人拉古薩博士強(qiáng)調(diào),微塑膠對(duì)胎兒的潛在影響包括緩解胎兒生長(zhǎng),或影響兒童的基因抒發(fā)形式,造成發(fā)育變化等等。
這么,究竟哪些是「微塑膠」?為何胎盤(pán)中會(huì)有這些“危險(xiǎn)”的物質(zhì)?這種“有毒”的微塑膠究竟源自何處?
塑膠的前世此生
20世紀(jì)初,人們大量使用的包裝袋是袋子,因?yàn)榇罅可a(chǎn)袋子會(huì)造成森林被濫伐,因而塑膠以及塑膠袋以“環(huán)保”的目的被發(fā)明下來(lái)。
但當(dāng)時(shí)的人們不會(huì)想到,這個(gè)在當(dāng)時(shí)出于環(huán)保目的而發(fā)明的東西后來(lái)卻給月球帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。
普通塑膠通常是從化石能源中提取原料,采用特定工藝進(jìn)行人工合成的高分子材料,因而這類(lèi)材料并不是月球本身廣泛存在的物質(zhì)。
自塑膠問(wèn)世以來(lái)的短短的一百多年中,因?yàn)樽匀唤绺緵](méi)有能快速降解塑膠的微生物,造成塑膠在自然條件下降解十分平緩。
隨便遺棄在底泥中的塑膠除了200年不會(huì)降解,就會(huì)導(dǎo)致底泥污染等一系列環(huán)境問(wèn)題。
這種無(wú)法被分解的塑膠產(chǎn)品由于受熱、光照、輻射、水體磨蝕等誘因出現(xiàn)了損壞和銹蝕,致使塑膠制品被分解為更細(xì)小的塑膠顆粒,即「微塑膠」。
而現(xiàn)在這些塑膠顆粒在自然界的分布遠(yuǎn)比塑膠制品廣泛,對(duì)所有生物形成著廣泛而深遠(yuǎn)的影響。
早在2016年,臺(tái)灣九州學(xué)院與東京海洋學(xué)院公布的調(diào)查結(jié)果顯示,北極海域懸浮著微塑膠。科學(xué)家們覺(jué)得:“這基本可以證明,微塑膠已遍及全球海洋,可能會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)引起負(fù)面影響。”
無(wú)處不在的「微塑膠」:人均每周攝取重量約為“一張信用卡”
2004年,[2]等人在上發(fā)表的一篇文章首次提出了“微塑膠”這一概念。
微塑膠是指粒徑大于5mm的塑膠顆粒。
本世紀(jì)以來(lái),尤其是近六年,關(guān)于微塑膠污染物的研究得到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
可以說(shuō),我們的生活環(huán)境早已被微塑膠“包圍”。
「微塑膠」泛濫的生活環(huán)境
隨著科學(xué)研究的深入細(xì)胞膜損傷,科學(xué)家們?cè)诖髿狻⒑础⑼寥馈O地甚至深海中均發(fā)覺(jué)了大量微塑膠顆粒[3]。
在2015年聯(lián)合國(guó)環(huán)境會(huì)議上,微塑膠污染問(wèn)題早已與氣候變化,臭氧層破壞等一并成為全球性恐嚇。
2017年,一項(xiàng)來(lái)自德國(guó)斯圖加特學(xué)院的研究成果表明,在太平洋深處約11公里的地方有甲殼類(lèi)植物攝取了微塑膠。
研究人員表示,這可能是發(fā)覺(jué)微塑膠的最深記錄,意味著幾乎沒(méi)有海洋生物能不受人類(lèi)制造的這一垃圾污染。
注:深海魚(yú)體內(nèi)的微塑膠[8]
據(jù)悉,生活中的清潔、洗漱等護(hù)發(fā)用具也是微塑膠的來(lái)源之一。
這些稱(chēng)添加了“柔珠”成分,主打“去除角質(zhì)、深度清潔”功效的清潔產(chǎn)品,其作用原理就是通過(guò)“柔珠”摩擦來(lái)消除角質(zhì),而“柔珠”就是一種典型的微塑膠。
另外,洗衣機(jī)也是微塑膠的一個(gè)來(lái)源。研究者通過(guò)對(duì)家用洗衣機(jī)廢氣的試驗(yàn)發(fā)覺(jué),一件大衣每洗一次可以形成1900條塑膠纖維。
最可怕的是,在空氣中也富含大量的微塑膠,雖然我們不吃被微塑膠污染的海蝦,也仍然可能通過(guò)呼吸吸入大量的微塑膠。
人類(lèi)食物中已經(jīng)遍及「微塑膠」
2014年,科學(xué)家在商業(yè)海蝦中發(fā)覺(jué)微塑膠的存在[4]。人們開(kāi)始意識(shí)到微塑膠可能早已廣泛存在于乳品之中,于是相關(guān)研究迅速展開(kāi)。
在精鹽、糖、蜂蜜、啤酒,嬰幼兒奶嘴中均發(fā)覺(jué)了大量微塑膠的存在。
注:精鹽上的微塑膠
以我們生活中常見(jiàn)的罐裝飲用水為例,研究人員[5]針對(duì)市面上不同包裝的「瓶裝水」進(jìn)行測(cè)量,發(fā)覺(jué)每升飲用水底微塑膠濃度超過(guò)2千個(gè),最多可超過(guò)1.5萬(wàn)個(gè),其中90%檢查到的微塑膠粒徑大于5μm。
更令人無(wú)法置信的是,將一個(gè)「袋裝紅茶」用95℃的水泡制一杯茶水,大概會(huì)有116億個(gè)微塑膠顆粒被釋放下來(lái)[6]。
2018年,維也納醫(yī)科學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)[7]在一篇發(fā)表于of刊物上的文章中提出,人類(lèi)牛糞中發(fā)覺(jué)了微塑膠的存在,證明了這些猜想,微塑膠早已隨著飲食步入了人體消化系統(tǒng)。
2019年5月,世界野生植物基金會(huì)(WWF)發(fā)布的研究報(bào)告顯示:全球人均每周攝取約5克微塑膠,重量相當(dāng)于一張信用卡。
注:微塑膠
「潛在恐嚇」:微塑膠常年堆積可能會(huì)造成血管溶栓、消化道損壞、器官損傷
微塑膠早已廣泛存在于食物、水體、空氣以及日常生活用具中。
因而飲食、呼吸、皮膚接觸是攝取微塑膠的三種主要途徑,其中飲食攝取的比列最大。
因?yàn)槲⑺苣z較大的表面積,它的表面可以吸附環(huán)境中的重金屬以及有機(jī)污染物。
有研究表明,微塑膠吸附有機(jī)污染物的含量較周?chē)练e物高100倍,較海水高100萬(wàn)倍。而這種持久性有機(jī)污染物,大都具有較大生物毒性,能在環(huán)境中持久存在。
這種起初存在于自然環(huán)境中的“有毒物質(zhì)”,在微塑膠的“搬運(yùn)”下才能步入生物體內(nèi),并形成富集作用。
一旦由此步入食物鏈循環(huán),則會(huì)造成有毒物質(zhì)在整個(gè)食物鏈中流動(dòng),最終步入人體,很可能會(huì)害處人類(lèi)健康。
注:微塑膠在食物鏈中的流動(dòng)過(guò)程
現(xiàn)階段,微塑膠步入人體后對(duì)于健康的毒理智影響還不明晰,多數(shù)研究還逗留在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)或白鼠實(shí)驗(yàn)階段,因而我們?nèi)缃袼務(wù)摰亩际俏⑺苣z對(duì)于人體的潛在恐嚇。
「血管溶栓」
其實(shí)大多數(shù)較大粒徑的微塑膠會(huì)隨著牛糞排出體外,但在一篇發(fā)表于《&》期刊上的文章提出粒徑較小的顆粒(大于10μm)有可能穿過(guò)細(xì)胞膜,通過(guò)血液循環(huán)步入人體的所有臟器[1,9]。
的一篇發(fā)表于《oftheNewYorkof》中的文章提出因?yàn)樗苣z在生物體內(nèi)較為穩(wěn)定,因而微塑膠的常年堆積會(huì)造成血管溶栓[10]。
「腎臟、消化系統(tǒng)損傷」
在生物層面,Deng發(fā)表于上的文章覺(jué)得微塑膠若通過(guò)血液步入循環(huán)系統(tǒng),在心臟或其他臟器中累積,可能會(huì)誘發(fā)應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致臟器或組織損傷[11]。
若生物體的消化系統(tǒng)常年曝露于微塑膠中,在微塑膠本身或其吸附的真菌的影響下,生物體消化系統(tǒng)中的菌群會(huì)形成變化[3],嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成消化系統(tǒng)損壞。
孕期的大鼠曝露于微塑膠中,甚至?xí)斐上乱淮笫蟠x系統(tǒng)的衰弱[12]。
「蛋白質(zhì)變性:可能形成致畸突變」
有研究發(fā)覺(jué),納米塑膠容易與人體內(nèi)的蛋白質(zhì)互相作用。
在蛋白質(zhì)和核苷酸的結(jié)構(gòu)中,二級(jí)結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定。
當(dāng)微塑膠與蛋白質(zhì)或則核苷酸相結(jié)合時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致這些不穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使蛋白質(zhì)變性,因而發(fā)生致畸突變或則形成有致畸作用的基因毒性[13]。
降低微塑膠的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)
在尚不明晰微塑膠對(duì)生物體的具體害處的情況下,做到盡可能避開(kāi)或少攝取微塑膠顆粒,變得尤為重要。
關(guān)鍵點(diǎn)一:「微塑膠的源頭是塑膠」
首先應(yīng)當(dāng)做的就是降低塑膠,尤其是一次性塑膠的使用。
目前國(guó)際上多個(gè)國(guó)家早已推出了嚴(yán)格的“限塑令”。
日本提出到2024年全面嚴(yán)禁一次性塑膠包裝使用。
英國(guó)在去年開(kāi)始對(duì)塑膠袋進(jìn)行收費(fèi),2021年將嚴(yán)禁不可降解塑膠袋的使用。
去年,由國(guó)家發(fā)改委等九部聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于扎實(shí)推動(dòng)塑膠污染整治工作的通知》提出自2021年1月1日起,在直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市城市建成區(qū)的商廈、超市、藥店、書(shū)店等場(chǎng)所,餐飲打包訂餐服務(wù)以及各種展會(huì)活動(dòng)中,嚴(yán)禁使用不可降解塑膠購(gòu)物袋。
與過(guò)去“限塑令”不同的是,今后在上海寧波等城市的商場(chǎng),收錢(qián)也買(mǎi)不到不可降解的塑膠購(gòu)物袋,這種都彰顯了國(guó)家禁塑的決心。
注:之后可能不會(huì)再看到這些塑膠袋
關(guān)鍵點(diǎn)二:「優(yōu)化飲用水過(guò)濾方法」
針對(duì)飲用水要做好過(guò)濾。
終端可采用生物友好型材料,降低微塑膠的攝取。
現(xiàn)有純水機(jī)均采用高分子膜或?yàn)V材(PP、聚丙酯、聚酰亞胺等)對(duì)自來(lái)水進(jìn)行過(guò)濾,輸水管道多采用PE材料。
雖然目前尚無(wú)檢查結(jié)果說(shuō)明這類(lèi)材料是否會(huì)將微塑膠引入飲用水底,但塑膠的使用終究會(huì)帶來(lái)一定風(fēng)險(xiǎn)。
關(guān)鍵點(diǎn)三:「開(kāi)發(fā)塑膠代替品」
須要大力開(kāi)發(fā)塑膠代替品,降低生物體直接曝露在塑膠制品前的機(jī)率。
通常人體通過(guò)消化道攝取的微塑膠,粒徑較大的會(huì)直接隨牛糞排出體外,粒徑較小(大于10μm)的才可能會(huì)穿過(guò)細(xì)胞膜,步入血液循環(huán),從而導(dǎo)致對(duì)呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)的潛在恐嚇。
生活中細(xì)胞膜損傷,我們常見(jiàn)的靜脈注射器、創(chuàng)口貼、醫(yī)用塑膠玻尿酸都是直接與血液或組織臟器接觸的塑膠制品。
其在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過(guò)程中不可防止會(huì)形成微塑膠顆粒或纖維。
這類(lèi)醫(yī)療器材形成的微塑膠無(wú)論大小,就會(huì)直接步入血液循環(huán),血管內(nèi)粒徑更大的微塑膠對(duì)人體的影響是不言而喻的。
最直觀(guān)的判定就是血管溶栓的可能性會(huì)減小,因而開(kāi)發(fā)出醫(yī)用塑膠的取代產(chǎn)品變得尤為必要。
不用塑膠用哪些?
既然普通塑膠制品不能使用,我們有沒(méi)有取代品?
答案是肯定的。
隨著可降解材料應(yīng)用的推動(dòng),聚己甾醇、聚碳香豆素、聚乳酸等聚異戊二烯材料常被拿來(lái)替代普通塑膠。
可降解材料可以簡(jiǎn)單分為石化基可降解材料和生物基可降解材料。
石化基可降解材料的優(yōu)勢(shì)是可以在自然界中完全降解為無(wú)害物質(zhì),不會(huì)對(duì)環(huán)境導(dǎo)致污染。但其降解時(shí)間尚不明晰,降解產(chǎn)物是否具有害處性目前也沒(méi)有明晰的答案。
生物基可降解材料的優(yōu)勢(shì)是借助自然界中存在的霉類(lèi)物質(zhì)、細(xì)菌等可再生資源進(jìn)行降解,通常很快就可以降解,而普通塑膠雖然過(guò)去二三百年,仍然未能被降解。
目前,已投入生產(chǎn)的生物基可降解材料是被用作服飾紗線(xiàn)的纖維素材料。它既符合生物基可降解這一特點(diǎn),又符合環(huán)保要求。
將來(lái),假如可以將纖維素制成微孔濾器,對(duì)飲用水進(jìn)行過(guò)濾,除了有益人體健康,也符合國(guó)家碳中和這一發(fā)展要求。
總體來(lái)說(shuō),微塑膠問(wèn)題在科學(xué)研究領(lǐng)域才剛才起步,后續(xù)無(wú)論是微塑膠對(duì)人體的毒理智影響還是塑膠取代制品的研制,都有好多問(wèn)題等待研究人員去發(fā)覺(jué)和解決。
參考文獻(xiàn):
[1]A,A,C,etal.:Firstofinhuman[J].,146.DOI:10.1016/j..2020..
[2]C,YlvaOlsen,etal.LostatSea:WhereIsAllthe?[J].
,2004,304(5672):838.
[3]Jin,LuLiang,etal.ofonthegut,andofmice[J].ofTheTotal,2019,649:308-317.
[4]Van,ColinR..inforhuman[J].,2014,193:65-70.
[5]E.O?,Sarau,etal.Small-sizedandinwater[J].Water,2018,141:307-316.
[6]LauraM.,ElvisGenboXu,etal.ofandintoTea[J].&,2019,53:12300-12310.
[7],K?ppel,etal.ofinHumanStool:ACase[J].of,2019,171(7):453-457.
[8]AM,LiamM,CrootPL,etal.ofinfromthe[J].in,2018,5:39.
[9]L.,FrankJ.Kelly.andHuman:AMicroIssue?[J].&,2017,51(12):6634-6647.
[10].of.[J].oftheNewYorkof,2010,246:164-171.
[11]Deng,YanZhang,etal.ofinmiceandrisksof[J].,2017,7:46687.
[12]TingLuo,YiZhang,etal.tosizesofintheir[J].,2019,255(Part1):.
[13]HollóczkiO,S.cantheof.,2019,9:16013.