核實專家:
楊佳霖南京化工學院博士研究生
張衛東南京化工學院院長、博士生導師,上海膜學會副理事長
@郭大夫小課堂東莞學院附屬第一診所主治醫師
日前,一篇發表在《國際環境》雜志上的研究文章[1]引發了人們的關注。
研究人員對6位健康嬰兒的胎盤進行檢查,在其中4個胎盤中檢測出了5-10μm大小的「微塑膠顆粒」,這是科學家們首次在人類胎盤中發覺微塑膠。
研究發覺,這種微塑膠顆粒都是經過染色加工的黃色、紅色、橙色或黃色塑膠,很可能是通過母體日常使用的產品包裝、涂料、化妝品和個人護理產品,而被母體吸收或吸入體內。
但是,這種微塑膠顆粒大小在10微米(約0.01毫米)之內,這意味著它們足夠小,可以步入人體血液中。
這項研究的負責人拉古薩博士強調,微塑膠對胎兒的潛在影響包括緩解胎兒生長,或影響兒童的基因抒發形式,造成發育變化等等。
這么,究竟哪些是「微塑膠」?為何胎盤中會有這些“危險”的物質?這種“有毒”的微塑膠究竟源自何處?
塑膠的前世此生
20世紀初,人們大量使用的包裝袋是袋子,因為大量生產袋子會造成森林被濫伐,因而塑膠以及塑膠袋以“環保”的目的被發明下來。
但當時的人們不會想到,這個在當時出于環保目的而發明的東西后來卻給月球帶來了嚴重的環境問題。
普通塑膠通常是從化石能源中提取原料,采用特定工藝進行人工合成的高分子材料,因而這類材料并不是月球本身廣泛存在的物質。
自塑膠問世以來的短短的一百多年中,因為自然界根本沒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年不會降解,就會導致底泥污染等一系列環境問題。
這種無法被分解的塑膠產品由于受熱、光照、輻射、水體磨蝕等誘因出現了損壞和銹蝕,致使塑膠制品被分解為更細小的塑膠顆粒,即「微塑膠」。
而現在這些塑膠顆粒在自然界的分布遠比塑膠制品廣泛,對所有生物形成著廣泛而深遠的影響。
早在2016年,臺灣九州學院與東京海洋學院公布的調查結果顯示,北極海域懸浮著微塑膠。科學家們覺得:“這基本可以證明,微塑膠已遍及全球海洋,可能會對生態系統引起負面影響。”
無處不在的「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。
本世紀以來,尤其是近六年,關于微塑膠污染物的研究得到學術界的廣泛關注。
可以說,我們的生活環境早已被微塑膠“包圍”。
「微塑膠」泛濫的生活環境
隨著科學研究的深入細胞膜損傷,科學家們在大氣、湖泊、土壤、極地甚至深海中均發覺了大量微塑膠顆粒[3]。
在2015年聯合國環境會議上,微塑膠污染問題早已與氣候變化,臭氧層破壞等一并成為全球性恐嚇。
2017年,一項來自德國斯圖加特學院的研究成果表明,在太平洋深處約11公里的地方有甲殼類植物攝取了微塑膠。
研究人員表示,這可能是發覺微塑膠的最深記錄,意味著幾乎沒有海洋生物能不受人類制造的這一垃圾污染。
注:深海魚體內的微塑膠[8]
據悉,生活中的清潔、洗漱等護發用具也是微塑膠的來源之一。
這些稱添加了“柔珠”成分,主打“去除角質、深度清潔”功效的清潔產品,其作用原理就是通過“柔珠”摩擦來消除角質,而“柔珠”就是一種典型的微塑膠。
另外,洗衣機也是微塑膠的一個來源。研究者通過對家用洗衣機廢氣的試驗發覺,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,也仍然可能通過呼吸吸入大量的微塑膠。
人類食物中已經遍及「微塑膠」
2014年,科學家在商業海蝦中發覺微塑膠的存在[4]。人們開始意識到微塑膠可能早已廣泛存在于乳品之中,于是相關研究迅速展開。
在精鹽、糖、蜂蜜、啤酒,嬰幼兒奶嘴中均發覺了大量微塑膠的存在。
注:精鹽上的微塑膠
以我們生活中常見的罐裝飲用水為例,研究人員[5]針對市面上不同包裝的「瓶裝水」進行測量,發覺每升飲用水底微塑膠濃度超過2千個,最多可超過1.5萬個,其中90%檢查到的微塑膠粒徑大于5μm。
更令人無法置信的是,將一個「袋裝紅茶」用95℃的水泡制一杯茶水,大概會有116億個微塑膠顆粒被釋放下來[6]。
2018年,維也納醫科學院的研究團隊[7]在一篇發表于of刊物上的文章中提出,人類牛糞中發覺了微塑膠的存在,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。
2019年5月,世界野生植物基金會(WWF)發布的研究報告顯示:全球人均每周攝取約5克微塑膠,重量相當于一張信用卡。
注:微塑膠
「潛在恐嚇」:微塑膠常年堆積可能會造成血管溶栓、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。
因為微塑膠較大的表面積,它的表面可以吸附環境中的重金屬以及有機污染物。
有研究表明,微塑膠吸附有機污染物的含量較周圍沉積物高100倍,較海水高100萬倍。而這種持久性有機污染物,大都具有較大生物毒性,能在環境中持久存在。
這種起初存在于自然環境中的“有毒物質”,在微塑膠的“搬運”下才能步入生物體內,并形成富集作用。
一旦由此步入食物鏈循環,則會造成有毒物質在整個食物鏈中流動,最終步入人體,很可能會害處人類健康。
注:微塑膠在食物鏈中的流動過程
現階段,微塑膠步入人體后對于健康的毒理智影響還不明晰,多數研究還逗留在細胞實驗或白鼠實驗階段,因而我們如今所談論的都是微塑膠對于人體的潛在恐嚇。
「血管溶栓」
其實大多數較大粒徑的微塑膠會隨著牛糞排出體外,但在一篇發表于《&》期刊上的文章提出粒徑較小的顆粒(大于10μm)有可能穿過細胞膜,通過血液循環步入人體的所有臟器[1,9]。
的一篇發表于《oftheNewYorkof》中的文章提出因為塑膠在生物體內較為穩定,因而微塑膠的常年堆積會造成血管溶栓[10]。
「腎臟、消化系統損傷」
在生物層面,Deng發表于上的文章覺得微塑膠若通過血液步入循環系統,在心臟或其他臟器中累積,可能會誘發應激反應,導致臟器或組織損傷[11]。
若生物體的消化系統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,生物體消化系統中的菌群會形成變化[3],嚴重時會造成消化系統損壞。
孕期的大鼠曝露于微塑膠中,甚至會造成下一代大鼠代謝系統的衰弱[12]。
「蛋白質變性:可能形成致畸突變」
有研究發覺,納米塑膠容易與人體內的蛋白質互相作用。
在蛋白質和核苷酸的結構中,二級結構并不穩定。
當微塑膠與蛋白質或則核苷酸相結合時,可能會導致這些不穩定的二級結構發生變化,使蛋白質變性,因而發生致畸突變或則形成有致畸作用的基因毒性[13]。
降低微塑膠的三個關鍵點
在尚不明晰微塑膠對生物體的具體害處的情況下,做到盡可能避開或少攝取微塑膠顆粒,變得尤為重要。
關鍵點一:「微塑膠的源頭是塑膠」
首先應當做的就是降低塑膠,尤其是一次性塑膠的使用。
目前國際上多個國家早已推出了嚴格的“限塑令”。
日本提出到2024年全面嚴禁一次性塑膠包裝使用。
英國在去年開始對塑膠袋進行收費,2021年將嚴禁不可降解塑膠袋的使用。
去年,由國家發改委等九部聯合印發的《關于扎實推動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、省會城市、計劃單列市城市建成區的商廈、超市、藥店、書店等場所,餐飲打包訂餐服務以及各種展會活動中,嚴禁使用不可降解塑膠購物袋。
與過去“限塑令”不同的是,今后在上海寧波等城市的商場,收錢也買不到不可降解的塑膠購物袋,這種都彰顯了國家禁塑的決心。
注:之后可能不會再看到這些塑膠袋
關鍵點二:「優化飲用水過濾方法」
針對飲用水要做好過濾。
終端可采用生物友好型材料,降低微塑膠的攝取。
現有純水機均采用高分子膜或濾材(PP、聚丙酯、聚酰亞胺等)對自來水進行過濾,輸水管道多采用PE材料。
雖然目前尚無檢查結果說明這類材料是否會將微塑膠引入飲用水底,但塑膠的使用終究會帶來一定風險。
關鍵點三:「開發塑膠代替品」
須要大力開發塑膠代替品,降低生物體直接曝露在塑膠制品前的機率。
通常人體通過消化道攝取的微塑膠,粒徑較大的會直接隨牛糞排出體外,粒徑較小(大于10μm)的才可能會穿過細胞膜,步入血液循環,從而導致對呼吸系統、泌尿系統、免疫系統的潛在恐嚇。
生活中細胞膜損傷,我們常見的靜脈注射器、創口貼、醫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、運輸和使用過程中不可防止會形成微塑膠顆粒或纖維。
這類醫療器材形成的微塑膠無論大小,就會直接步入血液循環,血管內粒徑更大的微塑膠對人體的影響是不言而喻的。
最直觀的判定就是血管溶栓的可能性會減小,因而開發出醫用塑膠的取代產品變得尤為必要。
不用塑膠用哪些?
既然普通塑膠制品不能使用,我們有沒有取代品?
答案是肯定的。
隨著可降解材料應用的推動,聚己甾醇、聚碳香豆素、聚乳酸等聚異戊二烯材料常被拿來替代普通塑膠。
可降解材料可以簡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勢是可以在自然界中完全降解為無害物質,不會對環境導致污染。但其降解時間尚不明晰,降解產物是否具有害處性目前也沒有明晰的答案。
生物基可降解材料的優勢是借助自然界中存在的霉類物質、細菌等可再生資源進行降解,通常很快就可以降解,而普通塑膠雖然過去二三百年,仍然未能被降解。
目前,已投入生產的生物基可降解材料是被用作服飾紗線的纖維素材料。它既符合生物基可降解這一特點,又符合環保要求。
將來,假如可以將纖維素制成微孔濾器,對飲用水進行過濾,除了有益人體健康,也符合國家碳中和這一發展要求。
總體來說,微塑膠問題在科學研究領域才剛才起步,后續無論是微塑膠對人體的毒理智影響還是塑膠取代制品的研制,都有好多問題等待研究人員去發覺和解決。
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