蒋高明的博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/蒋高明 中国科学院植物研究所研究员,从事植物生态学研究

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微塑料,危塑料

已有 1452 次阅读 2019-9-24 20:53 |个人分类:环保呐喊|系统分类:科普集锦| 微塑料, 白色污染, 食物污染

微塑料 危塑料

 

■蒋高明

最近几年,科学家在海洋鱼类身体内发现了一种细小的塑料颗粒。进一步跟踪发现,人类排泄物中也有这种颗粒。于是,一个崭新的化学名词——微塑料走进了公众视野。

微塑料,是英文Micro plastics的直译,是指粒径很小的塑料颗粒以及纺织纤维。对于微塑料的尺寸目前还没有普遍的共识,通常认为粒径小于5mm的塑料颗粒为微塑料。微塑料最早从海洋中发现,之前海洋生物学家一直警告海洋微塑料污染的危害,他们在海洋生物体内已检测出高含量的微塑料。现在,不管是在海水中、海底和海底沉积物当中,都发现有微塑料存在。

微塑料分为初生微塑料和次生微塑料两大类。初生微塑料是指经过河流、污水处理厂等排入水环境中的塑料颗粒,如化妆品等含有的微塑料颗粒、作为工业原料的塑料颗粒和树脂颗粒等。次生微塑料是由大型塑料垃圾经过物理、化学和生物过程造成分裂和体积减小形成的塑料颗粒。

微塑料是食物工业化生产带来的必然产物。全球每分钟能卖出100万个塑料瓶、200万个塑料袋。反季节种植、地膜覆盖等也消耗了大量塑料膜,仅在中国每年使用的地膜就达100万吨以上。平均下来,人类每年制造800万吨塑料废物。

目前,微塑料几乎无处不在:海平面以下四五公里、北极圈的海冰里、瑞士的高山上、家庭的水龙头里、鱼类体内、餐桌上啤酒和盐罐里,甚至出现在人体内。全球83%的水龙头水样本中检测到微塑料。其中最为严重的是美国,94%的水龙头水样本都被污染。人类食物中也大量发现了微塑料。

微塑料体积小,这就意味着更高的比表面积。比表面积指多孔固体物质单位质量所具有的表面积。比表面积越大,吸附污染物的能力越强。环境中存在多氯联苯、双酚A等持久性有机污染物,这些有机污染物往往是疏水的,不容易溶解在水中,往往不能随水流移动。然而,一旦微塑料和这些污染物相遇,正好聚集形成一个有机污染球体。微塑料相当于有害污染物的“坐骑”,二者可以在环境中到处游荡。

澳大利亚悉尼大学海岸带城市生态影响研究中心发现,人口稠密地区的海岸分布更多的微塑料,并且认定了一种重要源头——家用洗衣机排出的废水。每洗一件衣服,就会冲洗掉1900多根纤维,而这些纤维看上去和在沿海发现的微塑料残片一样。美国伊利诺伊大学的研究人员发现,岩溶地貌区微塑料主要来源于化粪池污水。地表径流、大气沉降等也是微塑料迁移的重要途径。

微塑料对生态环境的危害是非常严重的。海洋里,多达114种水生物种的体内发现了微塑料。游荡的微塑料很容易被贻贝、浮游动物等低端食物链生物吃掉,微塑料不能被消化掉,只能在胃里一直存在着,占据空间,导致动物生病甚至死亡。而如果是带着有机污染物的微塑料被吃掉,那对于海洋或淡水浮游生物的伤害更是雪上加霜。污染物在生物体内酶的作用下释放出来,加剧它们的危害。贻贝、浮游动物等处于食物链低端的生物会被上层动物吃掉,微塑料和有机污染物可随着食物链进入到上一级动物体内。食物链具有生物放大作用,也许在底层动物体内有害物质只有1%,但是到上层就变成了20%。此外,微塑料能进入动物血液、淋巴系统,甚至肝脏,造成肠道甚至生殖系统的损害,会使生物生病或者死亡。

食物链最顶端的生物是人,人类在食物链生物放大作用下,会在体内累积大量的微塑料,这些难以消化的小颗粒对人产生难以估量的危害。

奥地利维也纳医药大学胃肠病学家菲利普·施沃布尔团队,进行了全球第一个关于人体微塑料的研究。他们从芬兰、意大利、日本、波兰、俄罗斯、英国、奥地利和荷兰8个国家分别选择了1名志愿者,其年龄从33到65岁不等,进行饮食控制实验。实验进行了一周,最终提供粪便样本供研究。结果在8个样本中均发现了微塑料,而且多达9种不同种类的微塑料,大小从0.05~0.5毫米不等。其中最常见的为聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),两者皆为塑料瓶和瓶盖的主要成分。据此小范围抽样调查结果,施沃布尔估计,全球50%的人体内都有微塑料。

施沃布尔团队的研究人员指出,肠道内的微塑料可能影响消化系统的免疫反应,或帮助有毒化学物和病原体传播。但鉴于研究样本量小,很难得出更多结论。这次实验中发现的微塑料因为体积不够大而不太可能造成严重威胁,且平均每10克粪便中含20个微塑料颗粒,污染浓度相对较低。不过,科研人员指出,当微塑料进一步分解为更小的微粒后,很可能被人体循环系统吸收,进而进入人体器官。

英国伦敦国王学院教授弗兰克·凯里认为,当微塑料浓度足够大的时候,这些化学物质能伤害甚至杀死细胞,蛋白质及DNA都可能受到伤害。该校环境健康科学家斯蒂芬妮·怀特担忧的是,那些大体积微塑料是否在人体内搭载了其他化学污染物质,如重金属、POPs等,它们会否在人体组织内逐渐累积起来。

绝大多数实验参与者平时都喝瓶装水,鱼类和海产品的食用也比较普遍。食物在加工和包装的各个环节都可能受到微塑料污染。不管是食用已经受了污染的食物,或者无意识吃下食品包装上的微小塑料都可能造成人体内的微塑料污染。经常吃贝类的人每年可吃进的微塑料远远高于其他人群。

反季节蔬菜也可能造成微塑料污染。国内有学者研究发现,反季节种植的生菜不仅可吸收微塑料,而且可将其运输、积累和分布在茎叶之中。在实际生产过程中,特别是当无土栽培的营养液受微塑料污染时,很有可能造成蔬菜内富集微塑料。无土栽培过程中营养液可能会受到塑料装置、塑料大棚等影响,易受到微塑料污染。与有土栽培介质相比,微塑料在水溶液中移动性更强,在蒸腾拉力作用下更加容易积累到植物体内,进而污染人类食物链。对于这个问题,目前尚缺乏深入的研究,应当引起高度重视。(作者系中科院植物所研究员)

《中国科学报》 (2019-09-24 第7版 生态环境)




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