从环境污染到健康代价,塑料的明天在哪里?

塑料危机日渐严峻,塑料的明天又是什么?

文|陈根

在人类的材料应用史上,没有任何一种材料能像塑料这样拥有如此广泛的应用。而塑料之所以拥有这种“颠覆性的应用能力”,关键在于其本身没有明显的缺点,并且能变换出多种形态。塑料既轻巧又结实,还可以低成本量产。

然而,太广泛的塑料的应用也给人类带来了严峻的挑战。今天,无处不在的塑料已经形成一场危机,被丢弃的塑料堵塞了水道和垃圾填埋场。而当塑料最终分解时,微小的颗粒又会分散在环境中——塑料最后会去哪里?在日渐严峻的塑料危机之下,塑料的明天又是什么?

塑料会去哪里?

虽然塑料的应用给人类社会的发展带来了相当的好处,但是,由于塑料纯粹是人工合成的材料,自然也存在着无法回避的缺点。最致命的一点在于,塑料与所有天然材料不同,无法被细菌或者酶分解,无法彻底还原到大自然中。

近年来,直径小于5毫米的塑料碎片和微塑料流入海洋的问题广受关注。海底洋流可以通过控制微塑料流动,将微塑料携带至海底峡谷,随后通过“底层水流”在海底运输,最终将这些细颗粒堆积为大量沉积物。目前,海底洋流产生的微塑料热点地带中,微塑料含量最多可达每平方米 190 万个,已达到有史以来全球海底环境报告的最高水平。

并且,已有研究表明,微塑料能被水生和海洋生物摄取,然后再通过食物链进入人体。事实是,当前,除了人们已知的渗透到海洋中的微塑料,科学家还报告了确认微塑料在我们体内积累的研究——在人体血液、身体组织和母乳中,科学家们都发现了塑料颗粒。阿姆斯特丹自由大学的微塑料科学家Heather Leslie及其同事在荷兰22名健康成人志愿者中的17人的血液样本中发现了微塑料。这项在《国际环境》上发表的论文证实了许多科学家长期以来的怀疑:这些微小的碎片可以被人体血液吸收。

如果说,此前二十年前,海洋生物学家都在关注微塑料在海洋中的积累及其干扰生物体和生态系统健康的潜力,那么,最近几年,科学家的关注重心开始转向人们食物和饮用水以及室内空气中的微塑料。

塑料汤基金会最近委托进行的一项试点研究发现,从荷兰农场的猪和奶牛收集的所有血液样本中都存在微塑料,也就是说,牲畜能够从饲料、水或空气中吸收一些塑料颗粒。作为同一研究的一部分,从农场和超市收集的牛肉和猪肉样本中,75%显示存在微塑料。

在我们的饮用水中,科学家们也发现了微塑料的存在,无论是来自水龙头还是瓶装。颗粒可能在源头、处理和分配过程中进入水,或者在瓶装水的情况下,从其包装中进入水。

越来越多的证据表明,我们的食物和水被微塑料污染了。2020年在意大利进行的一项研究发现,在日常水果和蔬菜中发现了微塑料。已经观察到小麦和生菜植物在实验室中吸收微塑料颗粒;从含有颗粒的土壤中吸收可能是它们首先进入我们产品的方式。

此外,微塑料颗粒也漂浮在空气中。在巴黎进行的记录室内空气中微塑料水平的研究发现,浓度从每立方米空气3到15个颗粒不等。室外浓度要低得多,空气中的颗粒可能比食物中的颗粒更令人担忧。2018年报告的一项研究将苏格兰海岸收获的贻贝中的微塑料数量与室内空气中的微塑料数量进行了比较。用餐期间接触空气中的微塑料纤维远高于摄入贻贝本身微塑料的风险。乌得勒支大学医学中心的免疫学家Nienke Vrisekoop表示:“如果我把一块鱼放在桌子上一个小时,它可能从环境空气中收集的微塑料比从海洋中收集的要多。”

塑料颗粒还被特意添加到口红、唇彩和眼妆等化妆品中,以改善其手感和光洁度,并添加到个人护理产品中,如面部磨砂膏、牙膏和沐浴露,以达到清洁和去角质性能。洗掉后,这些微塑料会进入污水系统。它们最终可能进入废水处理厂的污水污泥,用于为农田施肥,甚至在释放到水道的处理水中。

健康的代价

可以说,塑料就在我们身边,包括我们的服装、化妆品、电子产品、轮胎、包装等。当前,市场上的塑料材料类型还在继续增加,Leslie表示,十多年前他开始研究微塑料时,大约有3000种塑料材料,但现在,有超过9600个。这是一个巨大的数字,每个塑料都有自己的化学成分和潜在的毒性。

虽然目前试图量化人类摄入塑料水平的研究结果差异很大,但研究结果也表明,人们每年可能消耗数万种微塑料颗粒。

并且,微塑料进入我们身体时可能会造成任何损害还不清楚,但越来越多的研究这些问题的科学家们认为有理由担心。对小鼠的研究表明,微塑料不是良性的。对这些测试动物的研究表明,实验室接触微塑料会扰乱肠道微生物组,导致炎症,降低精子质量和睾丸激素水平,并对学习和记忆产生负面影响。

2019年,北京大学研究人员研究发布了由邻苯二甲酸酯暴露所导致的中国普通人群男性不育、成人肥胖症和糖尿病这三种疾病所造成的疾病负担的估算结果。仅2010年一年,中国由于邻苯二甲酸酯类化学品暴露导致的男性不育、成人肥胖和糖尿病三种疾病的发病数约为250万起,医疗费用约达572亿元;其中,邻苯二甲酸酯对男性不育的影响最为显著,其次分别是成人肥胖和糖尿病。

此外,吸入的颗粒可能会刺激和损害肺部,类似于其他颗粒物造成的损害。比如,荷兰格罗宁根大学的免疫学家Barbro Melgert就研究了尼龙超细纤维对生长成类似肺部的人体组织的影响,接触尼龙纤维使这些组织中形成的呼吸道的数量和大小分别减少了67%和50%。

Melgert表示:“我们发现原因不是超细纤维本身,而是从它们中释放的化学物质。”Melgert表示认为:“微塑料可以被认为是一种空气污染,我们知道空气污染颗粒往往会在我们的肺部引起压力,微塑料可能也是如此。”

此外,Vrisekoop正在研究人类免疫系统对微塑料的反应。她未发表的实验室实验表明,免疫细胞无法识别微塑料颗粒,除非它们附有血液蛋白、病毒、细菌或其他污染物。但这些碎片很可能会附着在环境中和体内的微塑料颗粒上。Vrisekoop说:“如果微塑料不干净,免疫细胞可能会并因此死亡得更快,更多的免疫细胞然后冲进来。”这标志着对粒子的免疫反应的开始,这可能会引发强烈的炎症反应,或可能加剧肺部或胃肠道的现有炎症性疾病。

还有什么问题没有回答?

尽管当前人们已经越来越多地意识到塑料产生的问题,但是,从全球角度而言,人们对塑料垃圾的问题究竟了解多少却未可知。

相较于其他全球性的挑战,比如气候变化或者臭氧层消失,围绕那些问题的研究领域已经日渐成熟。科学家已经掌握多种手段和方法,可以确定导致气候问题的气体来自何处,以及每年有多少气体会进入大气中。

首先,确定微塑料对人类健康风险的第一步是更好地了解和量化人类接触。当前,乌得勒支大学风险评估科学研究所的科学学家Raymond Pieters和Polyrisk协调员及其同事正在研究人们在一些现实生活中接触的塑料暴露情况:例如,在红绿灯附近,汽车可能正在刹车,而高速公路上,车辆不断移动,以及纺织和橡胶行业等职业场景下,人们的塑料暴露情况。

免疫学家Melgert想知道人们家里有多少微塑料,颗粒大小是多少,我们吸入了多少。Vethaak则协调了MOMENTUM,这是一个由来自荷兰和其他七个国家的27个研究和行业合作伙伴组成的联盟,研究微塑料对人类健康的潜在影响,他很快指出,“任何对塑料颗粒暴露程度的测量都可能被低估了。”除了研究微塑料的影响外,该小组还在研究纳米塑料。研究和分析环境中和我们体内这些最小的塑料极具挑战性。Vethaak说:“这所需的分析工具和技术仍在开发中。”Vethaak还想了解在环境中发现的涂有细菌和病毒的微塑料颗粒是否可以传播这些病原体并增加人的感染率。研究表明,海洋中的微塑料可以作为细菌的安全避难所。

除了了解人们对微塑料的暴露水平外,科学家们想要了解的第二个大问题是,是否任何水平的现实世界暴露都是有害的?Leslie认为“鉴于微塑料在大小、形状和化学成分上的变化,这些类型可能会影响吸收和毒性,这项工作被多种不同的塑料颗粒类型所混淆。

目前,一些国家已禁止在特定类别的产品中使用微珠,包括冲洗化妆品和牙膏。但世界上任何地方都没有关于其他微塑料释放或浓度的法规或政策——而且很少有一致的监测工作。加州最近通过批准世界上测试饮用水源微塑料的首要要求,朝着监测迈出了一步。

当然,即使目前,关于塑料危害的科学知识有限或不确定,但人们依然有办法减少微塑料的接触。比如,进行适当的通风,包括在家里打开窗户,以及进行真空清洁和空气净化。这可以去除表面和空气中通常含有微塑料的灰尘。

消费者也可以选择避免使用含有微珠的化妆品和个人护理产品。购买由棉、亚麻和大麻等天然面料制成的衣服,而不是丙烯酸和聚酯等合成材料制成的衣服,有助于减少在磨损和洗涤过程中微塑料的脱落。甚至是专门的微塑料去除装置,包括洗衣球、洗衣袋和附着在洗衣机上的过滤器等。目前,也许人们能做的最大的事情就是少依赖塑料。

或许,一个世纪前的许多先驱化学家没有想过他们发明的奇迹材料的最终命运,也没有想过对健康和环境的潜在长期影响。实际上,科学研究往往也充斥着意外后果的例子。比如,放射性元素的发现导致了拯救生命的医疗和核能,但也导致了核武器和灾难,如切尔诺贝利发电厂的熔毁。

微塑料是一个意想不到的后果,而仅仅从塑料袋切换到纸袋并不能解决这个问题。现在,科学现在需要确定微塑料可能构成的威胁程度,并发明新的方法来防止任何伤害。

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