微塑料無處不在，但無需過度焦慮

蔣南青2024-04-25 14:10

蔣南青/文 2024年3月7日，意大利坎帕尼亞大學(xué)的研究人員在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇題為"Microplastics and Nanoplastics in Atheromas and Cardiovascular Events”的研究論文，首次證明了微塑料與人類健康之間的直接聯(lián)系。文章對將近300個患有頸動脈斑塊的病例進(jìn)行了3年的跟蹤研究，其中58.4%的患者檢測出聚乙烯（PE），12.1%患者檢測出聚氯乙烯（PVC）微納米塑料。在手術(shù)后約34個月內(nèi)，動脈中含有微塑料比沒有微塑料的病例出現(xiàn)心臟病、卒中或死亡的可能性高4.53倍，但這也不排除是由其他同樣可以導(dǎo)致糖尿病或心血管疾病的因素造成的。同時，這項(xiàng)研究僅針對于那些需要手術(shù)降低卒中風(fēng)險的人，而對同樣可能含有微塑料的健康群體缺乏研究，而與之對應(yīng)的，微塑料的影響卻是十分廣泛。那么微塑料對人體健康究竟有多大程度的影響，我們應(yīng)該如何應(yīng)對和預(yù)防呢？

一、什么是微塑料？

由于成本低廉、性能優(yōu)良，塑料及其制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活中被廣泛應(yīng)用。值得注意的是，全球塑料產(chǎn)量在過去70年中急劇上升，從1950年的200萬噸迅速增長到2018年的4.54億噸¹，其中，根據(jù)其理化性質(zhì)可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。熱固性塑料的特點(diǎn)是具有較高的耐熱性和電氣性能，以及良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。由于這些特性，它們被廣泛應(yīng)用于電子、汽車、建筑和航空航天等領(lǐng)域。常見的熱固性塑料包括酚醛樹脂、氨基樹脂和不飽和聚酯等。熱塑性塑料加熱可熔化的性能使得其可以不斷再生使用，耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性相對較差，這也使得此類塑料相比于熱固性塑料在環(huán)境中更容易被分解，形成微塑料。通常所用的熱塑塑料包括5種：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和ABS。其中，PE主要用于一次性塑料的包裝膜，高密度聚乙烯HDPE主要用于制瓶和包裝，包括食品、藥品、化妝品、托盤、薄膜制造、塑料袋和玩具以及片材。對于低密度聚乙烯LDPE和線型低密度聚乙烯LLDPE，主要用于薄膜，包括塑料袋和包裝。PP主要用于服裝、毛毯等纖維制品、醫(yī)療器械、汽車、自行車、零件、輸送管道、化工容器等生產(chǎn)，也用于食品、藥品包裝。PVC被廣泛應(yīng)用于電纜和管道，軟包裝。PS廣泛應(yīng)用于輕工市場，日用裝璜，照明指示和包裝等方面。ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三種單體的三元共聚物，在機(jī)械、電氣、紡織、汽車、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)及化工中獲得了廣泛的應(yīng)用。

各行業(yè)對塑料的廣泛應(yīng)用使其大量進(jìn)入自然環(huán)境中，新的問題隨之不斷涌現(xiàn)。2004年，英國科學(xué)家Thompson等在《Science》發(fā)表的關(guān)于英國塑料污染一文首次提出微塑料的概念，吸引了科學(xué)界、政府、非政府組織和其他方面的關(guān)注。關(guān)于微塑料的定義，目前國際上尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在通常指直徑小于5 mm的塑料微粒，而后又定義直徑小于1μm的塑料為納米塑料，統(tǒng)稱為MNP（微塑料和納米塑料），本文對于此類塑料微粒統(tǒng)稱為微塑料。

二、微塑料從哪里來？

微塑料從來源來看可以大致分為兩類：原生微塑料和次生微塑料。原生微塑料指生產(chǎn)過程中直接制造成微小尺寸的塑料，常用于個人護(hù)理產(chǎn)品中磨砂膏、洗面奶、牙膏，以及某些清潔用品中，被設(shè)計用來去除死皮、清潔，或作為產(chǎn)品的填充劑。次生微塑料是由塑料瓶、塑料袋、漁網(wǎng)、合成纖維織物等各類塑料經(jīng)過物理、化學(xué)和生物過程造成分裂和體積減小而成的塑料顆粒。

圖1 微塑料的來源2

世界自然保護(hù)聯(lián)盟于2017年發(fā)布了一份報告《海洋中的初級微塑料》，文中顯示在眾多不同途徑里，海洋微塑料最主要的七大來源為塑料顆粒、合成紡織品、輪胎、道路標(biāo)記、船舶涂料、個人護(hù)理產(chǎn)品和城市灰塵³，其年使用量所占比例如下圖所示。

圖2. 微塑料的來源占比

三、微塑料的健康風(fēng)險

明確了微塑料的定義和來源，我們來到了本篇文章最為關(guān)注的問題——微塑料對人體的暴露途徑有哪些，能夠產(chǎn)生哪些危害，我們是否還能繼續(xù)使用塑料制品？本文重點(diǎn)針對食品接觸類材料進(jìn)行研究。

人類接觸微塑料的主要途徑包括飲食攝入、呼吸吸入和皮膚接觸。飲食攝入是微塑料進(jìn)入人體最主要的途徑，無論是我們吃的食物、喝的飲用水和飲料，還是它們的包裝，都有可能成為我們攝入微塑料的來源。道路交通及紡織品等產(chǎn)生的微塑料進(jìn)入空氣，會隨著呼吸進(jìn)入人體肺部。皮膚屏障能夠抑制大于100 nm微塑料顆粒的吸收，然而小于該尺寸的微塑料則有可能穿過真皮屏障，進(jìn)入人體循環(huán)系統(tǒng)。微塑料主要暴露途徑示意如下：

圖3. 微塑料的暴露途徑

為了探究人體接觸微塑料后產(chǎn)生的生理變化，本文總結(jié)了近五年來37篇毒理學(xué)文獻(xiàn)中動物實(shí)驗(yàn)、人類類器官實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)調(diào)查的結(jié)果，展開討論微塑料對人體健康帶來的風(fēng)險。

表?1?微塑料毒性研究文獻(xiàn)匯總

有關(guān)動物實(shí)驗(yàn)的31篇文獻(xiàn)表明，在以小鼠和大鼠為動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷难芯恐?，主要毒性作用主要發(fā)生在消化、神經(jīng)、呼吸、生殖和心血管系統(tǒng)。其中，PS微塑料的毒性得到廣泛證實(shí)，如導(dǎo)致腸道屏障損傷、產(chǎn)生神經(jīng)毒性、引起肺部炎癥、降低成熟生殖細(xì)胞數(shù)量、誘導(dǎo)心臟纖維化等。

類器官是由干細(xì)胞產(chǎn)生的多種細(xì)胞類型組成的三維結(jié)構(gòu)。作為一種更類似于天然人類器官的新模型，類器官非常適合微塑料暴露和毒性研究。一方面，在以人體類器官實(shí)驗(yàn)為探究途徑的五篇文獻(xiàn)中，兩篇以聚酯纖維、PP、PA、TPU微塑料為研究對象的文章表明，微塑料纖維不會抑制氣道類器官的生長，也不會引起相關(guān)的炎癥或氧化應(yīng)激，不會引起腸道類器官的細(xì)胞毒性，也不會改變其屏障完整性。另一方面，其余三篇以PS微塑料為研究對象的文獻(xiàn)報道，PS微塑料對腸道類器官、肝臟類器官和前腦類器官均會產(chǎn)生毒性效應(yīng)，損害其生理功能。

今年3月發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上有關(guān)微塑料與心臟病、中風(fēng)等疾病關(guān)系的文章首次通過流行病學(xué)調(diào)查的方法證明了微塑料與人體健康的直接關(guān)系。這項(xiàng)新研究由意大利坎帕尼亞大學(xué)的研究人員牽頭，研究對象是257名頸動脈中存在粥樣斑塊的人。這些斑塊會限制流向大腦的血液，增加中風(fēng)的風(fēng)險。研究對象的平均年齡為72歲，研究人員對他們進(jìn)行了平均34個月的隨訪。研究結(jié)果顯示，58%的研究對象的頸動脈斑塊中可檢測到PE的痕跡，12%的研究對象的頸動脈斑塊中可檢測到PVC的痕跡。

由表1可以看出，PS在微塑料毒理學(xué)文章中出現(xiàn)頻率最高，在不同針對不同器官的實(shí)驗(yàn)中均發(fā)現(xiàn)了其毒性效應(yīng)。出現(xiàn)頻率次高的PE也被動物實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)調(diào)查證實(shí)會對造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心腦血管產(chǎn)生不良影響。此外，也有少部分文章驗(yàn)證了PP、PVC、PMMA、PA、TPU、聚酯纖維和橡膠的對不同器官和組織的健康風(fēng)險。其中，PP會對小鼠腸道屏障功能產(chǎn)生不良影響，但當(dāng)PP、PA、TPU暴露于更接近人體組織的腸道類器官模型時，沒有發(fā)現(xiàn)細(xì)胞毒性的促炎癥反應(yīng)；聚酯纖維對氣道類器官的生長和功能也沒有顯著影響。而PVC能夠誘導(dǎo)小鼠肝損傷和腸道菌群失調(diào)，PMMA會抑制造血干細(xì)胞的自我更新能力，吸入輪胎磨損產(chǎn)生的橡膠微塑料顆粒則會誘導(dǎo)肺部纖維化損傷。

上文中提到，飲食是接觸微塑料的主要途徑之一，而我們?nèi)粘ｏ嬍辰佑|到的食品接觸塑料通常包括用于塑料保鮮盒、塑料奶瓶/水瓶、塑料餐盒的PP和用于飲料瓶的PET，目前均無可靠實(shí)驗(yàn)與流調(diào)數(shù)據(jù)表明這兩種材質(zhì)的微塑料會對人體健康產(chǎn)生不良影響。同時，為了產(chǎn)生明顯毒理學(xué)后果，動物實(shí)驗(yàn)與人體類器官實(shí)驗(yàn)中微塑料的暴露濃度通常遠(yuǎn)高于實(shí)際情況中濃度。因此，在日常生活中，我們無需過度焦慮與擔(dān)憂“塑從口入”對我們健康帶來的風(fēng)險與危害。

四、我們該如何應(yīng)對微塑料？

為了盡可能減少微塑料對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成的危害，我們可以從宏觀的減少塑料使用和微觀的調(diào)整生活習(xí)慣兩大方面出發(fā)，雙管齊下。在減少塑料使用方面，許多國家關(guān)于塑料限令、稅收或者有償使用的政策有效減少了塑料的生產(chǎn)和使用消費(fèi)。例如限塑令出臺之后，我國塑料袋的使用量減少了49%，而博茨瓦納和丹麥在實(shí)施塑料袋稅之后，塑料袋的使用量分別降低了50%和66%⁴。這些例子說明政府政策可以對減少塑料消費(fèi)和減輕環(huán)境中的微塑料問題產(chǎn)生重大影響。

另一方面，我們可以通過調(diào)整以下幾個方面的生活習(xí)慣，盡量減少微塑料的暴露：一是將水煮沸后再飲用，煮沸硬水能有效去除至少80%的微塑料，即便在軟水中，煮沸也能去除約25%的微塑料顆粒；二是對于一次性塑料餐飲具，避免多次重復(fù)加熱使用；三是不建議給嬰幼兒使用反復(fù)沸水消毒、微波加熱的塑料奶瓶，而是用玻璃或不銹鋼奶瓶代替；四是購買食材時，盡量選擇未經(jīng)過多加工的天然食品，如新鮮蔬菜、水果和肉類，盡量不用塑料袋直接盛放直接入口食物；五是盡量選擇天然纖維（如棉、麻、絲）制成的衣物，避免合成纖維織品在洗滌干燥過程中釋放微塑料；六是在個人護(hù)理品方面，國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》中已明確規(guī)定：“含塑料微珠的日化用品，到2020年12月31日禁止生產(chǎn)，到2022年12月31日禁止銷售?！比缃裎覀冎灰獜恼?guī)渠道購買的化妝品或護(hù)理品，都可以放心使用。

科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍，通過以上這些方式，愿我們可以在享受塑料帶來便利的同時，減少其對我們的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)人與自然及科技發(fā)展的和諧共生。

參考文獻(xiàn)：

1 Baseline report on plastic waste, UNEP and Basel Convention (2020) based on Geyer, 2020, New unpublished data. Geyer, R. (2020). Production, Chapter 2- Production, Use and Fate of Synthetic Polymers in Plastic Waste and Recycling. Letcher, T.M. (ed.). Cambridge, MA: Academic Press. pp. 13-22.?