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一份外賣讓你吃進千億顆微塑料 你的身體會…

一次性紙杯和外賣餐盒都會將微塑料直接送進我們的嘴裏。這些小顆粒確實會改變我們的身體,而且這不僅取決於數量,還取決於每顆微塑料的大小、形狀、表麵化學性質等一係列更細微的特性。

圖片來源:Pixabay

來源 C&EN, Nautilus 等

編譯 魏瀟

無處不在的微塑料,又找到了一條進入人體的新渠道:外賣中一次性紙製容器的內襯塗層。一項由美國國家標準與技術研究院(NIST)領導的新研究發現,帶有防水塗層——低密度聚乙烯(LDPE)內襯的一次性紙杯,在接觸
100 ℃ 熱水短短 20 分鍾後,釋放的微塑料顆粒密度可達 1012/L。這意味著喝下一杯 300 ml
的外帶熱咖啡,將有上千億微塑料顆粒進入體內,研究人員推算,這意味著平均每 7
個身體細胞就會吸收一個微塑料顆粒。

會釋放微塑料的不止是一次性紙杯。早在 2020
年,就有中國學者研究了石家莊、青島、成都、杭州、廈門這五個城市中不同外賣容器的微塑料釋放情況。他們發現,不論是可以微波加熱的聚丙烯(PP)餐盒、耐熱至
70 ℃
的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)餐盒,還是更傳統的聚苯乙烯(PS)白色發泡飯盒,都會釋放微塑料,並且基本不受內容物溫度的影響。

圖片來源:Pixabay

Nautilus 的一篇報道稱,這種直徑小於 5 毫米,部分情況下小於 1 微米的塑料顆粒已經侵入了人類大約
40%
的食物,啤酒、蜂蜜、魚類和貝類中都被檢出了微塑料,甚至有研究計算出我們每周攝入的塑料相當於吃掉一張信用卡。消化道也不是唯一被塑料入侵的人體結構,微塑料還出現在肺組織、血液和連接母親和嬰兒的胎盤裏。

我們已經深陷微塑料的包圍,但它會對人類健康產生何種影響、怎麽產生影響,一直沒有明確的答案。一些專門研究納米顆粒毒理學的學者認為,微塑料確實會改變我們的身體,影響程度不僅取決於我們攝入了多少,還取決於每個微塑料顆粒的大小、形狀、表麵化學性質等一係列更精確的屬性。

微塑料的真實模樣

美國《化學與工程新聞》(C&EN)的一篇文章指出,目前大多數關於微塑料的毒理學研究使用的是聚苯乙烯珠。這是一種常見的量產材料,具有不同尺寸和不同的官能團,但它們與真實環境中的微塑料並不一致。美國貝勒大學(Baylor
University)環境科學教授 Christie Sayes 表示,他們在海水或環境水樣中發現的微塑料往往是 ”
鋸齒狀、邊緣鋒利的碎片
“,即便是實驗室裏有意將塑料餐具攪碎製造而來的微塑料也不是聚苯乙烯珠那樣的規整球形。英國倫敦帝國理工學院(Imperial
College London)的環境毒理學家 Stephanie Wright
有同樣的看法,她在空氣中檢測到的大多數微塑料顆粒也都是碎片,而非球體。

圖片來源:Pixabay

對於納米粒子來說,形狀和鋒利邊緣的數量會影響其毒理學特性。具有更多鋒利邊緣的顆粒,在細胞炎症和氧化應激過程中表現得更明顯。有研究發現,細長而堅硬的纖維碳納米管可以在小鼠體內引發與致癌物石棉相同的病理反應。另一項
2015
年的研究則顯示,六邊形納米金顆粒比圓形和三角形的顆粒更容易進入上皮細胞,造成的細胞質量負擔也更高。因此微塑料的形狀不應被忽略,這很有可能是決定其危害性的重要因素。

微塑料的複雜成分也是研究人員麵臨的挑戰。PE、PP、PET、PS
都是常見的塑料製品成分,因此微塑料顆粒也不太可能是單一成分的聚合物。此外,很多微塑料是由塑料製品在紫外線風化作用下形成的,這一過程可能改變塑料的化學性質,讓它的疏水性降低,更容易被有機或無機汙染物包裹。增塑劑(很多是內分泌幹擾物)、農藥、重金屬甚至寄生蟲等病原體都可能附著在微塑料顆粒上,共同進入人體。

進入身體,然後呢?

現代工業產品讓我們無法避免通過飲食攝入微塑料,因此科學家們開始構建模擬消化道的體外係統,希望描繪出這些微小至納米級的顆粒侵入我們身體的圖景。

C&EN 的報道稱,在美國哈佛大學(Harvard University)和羅格斯大學(Rutgers
University)從事納米科學與環境生物工程研究的學者 Philip Demokritou
正在利用模擬小腸上皮的體外模型測試微塑料顆粒是否會幹擾營養物質的消化和吸收。他們發現,微塑料的存在會對脂肪吸收帶來健康上的負麵影響,與脂肪一起攝入的微塑料顆粒會令前者的生物利用度增加一倍,這意味著會有更多的脂肪進入血液。此外,維生素等微量營養素的吸收也受到了影響。

Demokritou
的體外實驗還發現,食物和水中存在的微塑料和納米塑料會導致小腸滲透性增加,這可能導致腸道內的各種物質從消化道中逸出,直接作用於其他組織。不過,這些初步發現都需要更進一步的動物實驗來證實。

不同大小的微塑料顆粒,對腸道的影響可能各不相同。Sayes 和同事們在實驗室裏將塑料餐具攪碎成大於 100 µm、1-100
µm 和小於 1 µm
三種不同直徑的微粒,利用自行構建的體外腸道芯片係統(包含小腸上皮細胞、巨噬細胞和免疫細胞)來測試不同尺寸的微塑料對腸道細胞存活能力、吞噬能力和免疫反應的作用。該研究尚未正式發表,但他們已經得到了一些初步結果:1-100
µm 的微塑料會降低腸上皮細胞的活性並削弱三種腸道細菌的繁殖能力,而更大一些的微塑料顆粒會促進這些細菌繁殖。

Sayes
推測,較大的塑料顆粒或許可以做這些腸道細菌的營養來源;不過,也有可能是因為較大的微塑料顆粒表麵本身就比更小的微塑料攜帶有更多細菌。

圖片來源:Pixabay

呼吸是另一種暴露在微塑料汙染下的主要途徑。上世紀九十年代後期出現在美國的”植絨工人肺”可以算是微塑料對人體影響的最早發現之一。這一案例來自美國羅德島一家加工尼龍植絨麵料的工廠,流行病學家發現在密閉空間內工作的植絨工人患肺癌的比例,是該地區其他人的三倍。最開始有人懷疑這是因為工人吸入了化學物質,但屍檢結果顯示這些工人的肺組織中滯留著許多細小的尼龍纖維。尼龍植絨是一種類似天鵝絨的麵料,常用於室內裝潢和毯子服裝,是用合成的尼龍材料切割成短纖維製成的。這種細小纖維的主要成分是聚酰胺樹脂,因此也是微塑料的一種。但由於當時的報告使用的是
” 尼龍植絨 ” 而非 ” 微塑料 “,直到 15 年後才被學界注意到它可能是證明微塑料對身體有害的重要證據。

自那時起,人類五花八門的微塑料 ” 吸入 ” 方式開始在科學文獻中湧現。2016
年的一項研究發現,使用洗衣機水洗合成纖維(滌綸)上衣時,每件衣服可能釋放的超細纖維質量最多可達 2 g。一項 2022
年的研究則將目光移向了幹衣機:它會在 15 分鍾內釋放出 56 萬根微纖維。美國加利福尼亞州水資源控製委員會(California
State Water Resources Control Board)的科學家 Scott Coffin
表示,人們清潔衣物烘幹機通風口時遭遇的飛揚 ” 塵埃 “,比美國環境保護法案規定的吸入性微粒職業暴露量還要高數倍。

出乎意料的是,口罩也是微塑料纖維的釋放源頭:一項中國科學院領導的研究顯示,除去 N95
口罩,普通外科口罩、棉口罩、時尚口罩、活性炭口罩等種類產生的微塑料都比它們過濾掉的要多。

不過,不是所有被吸進體內的微塑料都會殘留,大部分微塑料會隨著我們的糞便或呼吸排出體外。但仍會有一些微塑料纖維進入腸道和肺部深處,進而入血。有學者估計,腸道中約有
0.3%
的微塑料會被吸收,但這一數字很可能會被後來的研究刷新。在細胞層麵上,微塑料,尤其是納米級的微塑料會幹擾線粒體的能量產生,引發機體炎症和氧化應激反應,導致身體無法修複自身損傷。

能否挽回

2020 年全球塑料產量為 3.67 億噸,到 2050 年這一數字將增加 2
倍。看來我們注定要麵臨被微塑料從內至外包圍的命運,那麽盡可能地防止它改變我們的身體將成為亟待解決的重要問題。但是,大部分現行政策仍以量作為監管標準,卻忽略了微塑料的大小、形狀、表麵化學性質等一係列影響其毒理學特性的精細屬性。例如美國食品藥品監督管理局(FDA)已經對食品包裝中釋放出的聚合物總量做了規定,一次性紙杯釋放出的微塑料數量遠低於監管數值,然而這些直徑在
30-100 nm 的微塑料顆粒確實存在潛在的健康風險。

科學家們對微塑料毒理學的未來發展也抱有憂慮。由於缺乏有效的暴露數據,微塑料和納米塑料顆粒的風險依然難以評估,用來填補這一空白的資金也不夠充足。這不利於科學界向社會展示微塑料對環境、健康和安全的潛在影響,工業界和政策製定機構也就不會因此放慢生產速度或者修改管理條例。

好消息是,學者和業界都在行動。一些研究人員已經開始在實驗室中製造更接近真實世界暴露場景下的微米級和納米級塑料顆粒,力求降低毒理學研究中的誤差,換來更可靠、可重複性更好的結論。代表化學品製造商的美國化學委員會(ACC)
稱,工業界也啟動了自己的微塑料研究計劃,例如開發標準化的采樣流程和測試材料、識別微塑料進入環境後的去向和潛在的暴露途徑、確定哪些微塑料具有危害性、開發風險評估框架等等。