人体内发现"微塑料":怎么来的?对我们有害吗?

2019-09-21 13:19:43 来源: 澎湃新闻 举报
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(原标题:微而足道|微塑料对人体有害吗?现有研究尚未证实)

澎湃新闻记者 徐路易

【编者按】

2018年10月于奥地利举行的欧洲肠胃病学会议上,有研究人员称已在人体排泄物中测得多种微塑料。检测结果显示,受试志愿者的粪便内均有微塑料成分。这一消息引起全世界瞩目,“微塑料”一词进入大众的视野。然而尽管有这些实证案例,人们对于“微塑料”却知之甚少。

微塑料是什么?微塑料对人体有毒吗?我们该如何看待微塑料?澎湃新闻整理了到2019年上半年为止相关的最新科研成果和专家演讲,为公众进行一一解答。

【微塑料主要来源是塑料瓶?其实是洗衣服和车胎磨损】

与“细颗粒物(PM2.5)”的定义相似,微塑料(Microplastics)是指所有尺寸小于5毫米的塑料纤维、颗粒或薄膜,可被生物吸收积累,产生生态风险和健康风险。

研究发现微塑料广泛分布在海洋和陆地的各个环境介质中。在海洋环境中,从近海到大洋,从赤道到两极,从表层水体到深海沉积物,都有微塑料的检出;在陆地土壤、陆地水系和室内外空气,以及鱼类、贝类等食物中广泛分布。除此之外,一些研究显示,大气中也含有微塑料,这些微塑料进入人体的方式包括通过食物、通过人们的呼吸。

从衣服到化妆品,微塑料比我们想象的更常见

一般来说,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、污水处理厂等而排入水环境中的塑料颗粒工业产品,比如化妆品里的微塑料颗粒或作为工业原料的塑料颗粒和树脂颗粒。

次生微塑料则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而成的塑料颗粒,比如进入土壤的农用地膜等。美国的一项研究指出,全球的沿海国家因为对垃圾的管理不善导致塑料垃圾入海的总量达到480万-1270万吨。

进入环境中的微塑料,主要来源有七种,其中比例最高的是衣物的纺织纤维,在衣物洗涤过程中直接脱落,进入下水入海的比例达到35%;其次是汽车行驶过程中轮胎磨损脱落的塑料,比例占到28%;环境中各类的塑料制品,包括鞋底磨损产生的塑料粉尘达到了24%。

其余还包括道路的标记材料、船舶涂料,这些不是主要的微塑料来源,而大家所熟悉和关注的这个化妆品中的塑料微珠,包括牙膏中的磨砂颗粒,占全部来源的2%。2015年年底,美国签署了《2015年无微珠水域法案》(Microbead-Free Waters Act of 2015),禁止在美国境内生产和销售刻意添加了塑料微珠的清洁类化妆品。

塑料微珠:牙膏中的“闪光”颗粒IC图

没有回收或焚烧的塑料废物就进入了自然环境。国家海洋环境监测中心工程师鞠茂伟,在第二届全国环境(海洋)微塑料污染与管控学术研讨会上表示,海洋中的塑料垃圾来源有约80%是来自于陆地,其余约20%来自于海上活动。土地的塑料垃圾来源主要有农用薄膜,海洋的塑料垃圾来源主要是渔业水产养殖船舶和海上作业平台。

微塑料伴随着塑料诞生与普及

尽管公众们真正注意到微塑料只是近几年的事情,但实际上,自从塑料产业进入高速发展期后,微塑料也就相伴而生了。

1869年人类发明了第一种纤维素改性塑料,也就是我们熟悉的乒乓球使用的材料。20世纪30年代到60年代左右,人们熟悉的绝大多数塑料材料就已经发明了。1950年之后,石油化工快速发展,让全球的塑料产量从1950年的150万吨急剧增加到2017年的3.48亿吨。

1988年美国科学家向美国海洋大气局(NOAA)提供了一份调查报告,详述了1985年至1988年间北太平洋水域漂浮塑料垃圾的分布及特征,并首次注意到海洋环流区域有相对较高的塑料垃圾含量。1990年,Ryan and Moloney首次在报道研究结果时使用了“微塑料(micro-plastics)”一词。

有研究指出全球的塑料产量仍将保持高速增长。根据统计2017年全球主要的塑料生产国中,中国的塑料产量占比达到29.4%,是全球最大的塑料生产国,但实际上中国并不是最大的塑料消费国。从1950年到2015年,全球累计生产83亿吨塑料,其中有63亿吨变成了塑料废物,比例占到76%,只有9%的塑料废物进行了回收,12%进行了焚烧。其中欧洲和中国的塑料垃圾废物回收率和焚烧率明显高于美国和其他国家。

鞠茂伟引述一项研究表示,国内部分滨海地区存在一些简易的垃圾填埋场,由于缺乏覆土厚度,也没有防渗设施,因此表层的垃圾在风力雨水的作用下可以直接进入海洋,而垃圾场底部的垃圾在老化破碎后也会形成微塑料,也可能进入海洋。如果不对这些简易填埋场进行风潮整治,对海的污染可能将延伸几十米到几百米。

此外,部分缺乏垃圾转运能力的乡镇和村庄,会把收集的垃圾堆放到偏远荒地,形成垃圾堆放场。在部分地区渔业捕捞过程中,产生的生活垃圾被大量丢弃在港池和海岸上,废弃的渔具也大量堆积在岸边,码头的垃圾收集准备不完善,水产养殖过程中使用的泡沫塑料,在废弃后成为海面上最常见的漂浮垃圾。

【微塑料对人体有害吗?现有研究尚未证实】

奥地利举行的欧洲肠胃病学会议上汇报的研究成果,让人们关注到了这种小小的颗粒对自身的影响。我们体内有微塑料,那对人体有害吗?实际上,目前人们尚无法确定微塑料是否属于污染物;尽管有许多研究证明了微塑料在鱼类、小鼠体内的累积,但也无法确定对生物体是否有害。关于微塑料,还有诸多谜题尚待解开。

次生微塑料种类过多,难以溯源

“比如说我们这个纸杯,看似是纸杯,实则里面有一层PE薄膜。扔到环境中它随着老化紫外照射,有时候加机械外力作用下,变成更小的碎片。所以我们生活中产生的塑料也好,工业中产生的各种塑料、农业应用中的塑料,随着时间的推移,最后都有可能被老化分解为微塑料。”中国科学院新疆生态与地理研究所研究员、浙江工业大学环境学院教授潘响亮在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)等媒体采访时表示,微塑料的来源各不相同,所使用的塑料材质、塑化剂千千万万,从微塑料倒推回其原本是什么性质的塑料,有时候是非常困难的。因此,在科研界还无法确定微塑料究竟是不是一种污染。

那么目前有什么样的手段可以分析微塑料的成分,在第二届全国环境(海洋)微塑料污染与管控学术研讨会间隙,澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者采访了珀金埃尔默(Perkin Elmer)探索与分析解决方案事业部亚太区市场总监刘肖,作为全球最大分析仪器生产制造商之一,珀金埃尔默也带着他们的解决方案前来参会。刘肖告诉记者,目前比较准确的检测方法是红外显微呈像,在诸多方法中的“假阳性”概率相对较低。

“跟我们指纹一样的,通过一段光谱的特征、位置、比例,比照数据库,就可以直接告诉你它是什么。”刘肖向澎湃新闻记者表示,一段光谱一般唯一对应一种物质,因此建立更大规模的“指纹库”,将更多已知物质(包括各种类型的塑化剂、塑料材质)的光谱加入数据库,可以使这种呈像出来的结果更为准确。在过去一年,珀金埃尔默的指纹库已经增加了数千个。

对于一个塑料微粒可能携带多种塑料成分的情况,刘肖告诉记者,目前也有一些方法可以解决。 一般应用中,共混材料很多,这是因为有些材料刚性强,有些材料可塑性强,共混处理后可以达到取长补短的效果。而红外显微成像可以看到材料更加微观的结构。根据珀金埃尔默向记者披露的数据,目前其可以进行检测的微塑料最小可以达到2微米。

同时,刘肖告诉记者此前有报道检验出瓶装水里面有微塑料,有的研究显示一升水里面有几百个微塑料颗粒,后来经过验证,可能从方法学上是不够严谨的。因为这些研究用的荧光染色法,最终检测出来的一些并不是原有的微塑料。

潘响亮教授也告诉记者, 此前其团队使用普通的荧光标记物对微塑料进行标记,结果发现被动物食用后,标记物全部从微塑料脱落了下来,没有收集到有效数据。在这之后,潘教授改用更小分子的带有稀土元素的荧光标记物对微塑料进行标记,最终才得到了非常具有代表意义的结果.某些尺寸的微塑料确实可以进入到小鼠和家禽的脏器并累积。

鱼肉能吃:鱼类肌肉组织中尚未检测出微塑料

目前已有许多研究检测出鱼类和贻贝类体内含有微塑料。

中科院南海海洋研究所的一项研究,在湛江红树林附近、北部湾、南沙岛礁附近的鱼类体内均检测出了微塑料。进一步分析发现,微塑料主要分布在鱼类的鳃、肠道和胃里。其中近岸鱼类当中,微塑料在这些组织中的分布相对更均匀,而对于外海鱼类来说,微塑料主要分布在胃和肠道,腮的比例很低。

此外,这项研究显示微塑料容易“进”也容易“出”。总体来说,潜在的威胁在于,塑料微粒可能附着着污染物,通过大鱼吃小鱼、水下呼吸灯不同途径进入到具体的组织中,有些在生物体中产生了累积。从鱼体中检测到的微塑料也存在不同形态,以塑料纤维为主。

值得注意的是,鱼类体内的微塑料主要集中在其消化系统,目前尚未有研究发现微塑料存在或富集在鱼类的肌肉组织中。因此,有研究员建议如果不想吃到微塑料,“吃鱼之前要把内脏清洗干净”。

微塑料“穿肠过”,是好是坏很难说

中国科学院南海海洋研究所研究员徐向荣告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者,欧洲肠胃病学会议上对于8位志愿者粪便进行的检测,实际过程也非常复杂,包括需要控制其饮用的水、呼吸的空气并进行监控记录等等,大范围内了解对人体的影响更是难上加难。

从原理上来看,所谓“微塑料会在人体内富集”其实一种很复杂的情况,很难用好或者不好来形容,需要考虑多种情景,比如在微塑料是干净的情况下进入到人体,可能人体的脂肪组织里面已经富集了有机污染物,这时候微塑料可能会吸附这些有机污染物,并随着粪便排出去,而大部分微塑料是会随着粪便排出去的;但假如人体的脂肪组织没有受到污染,而微塑料本身又携带有机污染物的话,微塑料在体内稍微停留时或者长时间在体内就有可能有少量的释放,此时微塑料就会作为污染物的释放源。而且即便在人体里,也不能简单地就认为微塑料一定在释放污染物,因为真正的释放过程,其速率很慢,同时释放的量也很很少。

这不同于在自然环境里面,特别是海洋环境里面,波浪的机械作用特别大,大海受到太阳光的照射也非常强,可能会加速微塑料携带的污染物释放。进入自然生境后,塑料从大块慢慢变小,就会出现一些微孔或者缝隙,可能导致里面的添加剂释放。相对而言,人体内的环境温和许多。这一过程也更加缓慢,甚至在还未释放前就可能随着粪便排出。

【面对知之甚少的微塑料,我们期待什么样的行动】

微塑料与PM2.5一样,在定义上仍然十分模糊,在这一尺寸界定下,包含着千千万万种塑料材质和塑料添加剂。毋庸置疑,从末端逆着生产使用过程找到源头并加以解决还有很长的路要走。科学界在微塑料的研究上仍需要采样方法、研究方法等方面的统一和完善。在现实层面上,新技术的商业化落地,以及政策和市场的支持,则是当下塑料行业发展和转型的重要课题。

塑料已深入生活,完全可降解塑料亟待普及

2016年中国餐饮产业的市场规模3.6万亿,全国外卖日订单量约在2000万单左右,每天使用的外卖餐盒超过6000万个。在第二届全国环境(海洋)微塑料污染与管控学术研讨会上,浙江工业大学环境学院教授潘响亮汇报了一个有趣的小实验结果。大家点外卖的时候,烤肉、炒菜等食品都会装到塑料盒里,刚炒出来的菜油温在150-300摄氏度之间,刚做出来的米粉、面条水温基本上在100摄氏度以上。潘响亮团队做了两种塑料材质的外卖盒进行试验,一种是普通的白色塑料盒,一种是看似更为坚硬的黄色塑料盒,随后用150多种食品进行测试,与外卖盒接触一分钟左右,可以发现外卖盒的质量有明显减少,减少量大多在1毫克以上。

伴随着工业品在人们生活中的深度普及,让公众完全不用塑料几乎是不可能的。于是市面上出现了很多打着“可降解塑料”、“生物降解塑料”的包装产品。

包括潘响亮在内的诸多研究人员,在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)等媒体采访时表示,完全可降解的塑料目前技术尚不成熟,商业化成本非常之高,市面上已有的大部分“可降解塑料”只是部分可降解,这反而加大了这类塑料制品的回收利用难度。

“完全可降解的塑料,必须要有特定微生物生成的产物来做。现在很多可降解塑料,包括玉米基、淀粉基的塑料盘等产品只是部分可降解的,其他部分还是由PEE等成分构成。扔到环境里之后,玉米和淀粉很快就被微生物吃掉了,剩下的部分塑料反而没法回收了”潘响亮表示,目前需要真正的完全可降解塑料,且现在已有这类技术,也非常成熟,但是成本居高不下。

潘响亮提到,目前使用的可降解塑料,做塑料袋、塑料杯等产品应用在生活中相对影响不是太大,但在农业中应用就可能出现问题。首先,可降解农用地膜成本较高,其价格普遍为传统塑料薄膜的5-10倍,超出一些农业生产者的预算;其次,这些“部分可降解”塑料产品中不可回收的部分,在土地中对庄稼苗会产生影响。此外,农用地膜就是各地农业的一把钥匙,不同的气候和水土条件需要不同的“钥匙”,在可降解技术的成本仍较高的情况下,可降解地膜在不同地区推广起来更是难上加难。

在完全可降解技术尚无法大规模落地商业化之时,潘响亮告诉记者,目前处理这些塑料最好的方式仍然是回收焚烧,当然也特别注意燃烧条件不够可能会产生二次污染,一般来说焚烧塑料的温度要达到1500摄氏度左右,有充足的氧气才能充分燃烧,同时减少大气污染。

行业盼支持:单一参与者无法解决问题

除了技术以外,同济大学循环经济研究所环境学博士矫旭东表示,塑料行业发展循环经济必然,要从法律层面和规划政策扶持进行引导。他介绍,常见的PT塑料矿泉水瓶是可以循环利用的,但是如何利用好这些回收来的材料值得进一步探讨。有些产品回收后能做衣服、纺织品,有些可以做塑料制品。当然如果技术好的,废旧塑料甚至能做成食品级的品质。减少污染,除了资源方面,有技术的问题,有工艺的问题,也有需要有政策的问题。

目前在技术上可以实现的回收再利用能力,是否具有高的附加值;回收企业也面临着是否能回收到原料的问题。矫旭东提到,循环利用的方式是很多很多的,比如10-20个瓶子能做成一个塑料盆、塑料凳;20-30个瓶子,或许就能做到食品品质做成矿泉水瓶,如何实现高质化的利用也是业内值得探讨的问题。

在政策层面,矫旭东提到,生产企业的生产者责任延伸制度是一个核心问题。行业变革的趋势首先是中国禁止进口洋垃圾,要转向如何加强国内的垃圾回收利用和固体废弃物资源利用;同时,国内目前严厉打击小散乱污企业,工厂将慢慢地向园区集中。这些都有利于塑料回收的规范化。

“从源头控制塑料也好,从企业加强塑料循环也好,好多技术对企业来说已经不是什么问题,但是单纯靠技术解决不了问题,单纯靠政策也解决不了问题。必须有政策和技术相结合,形成一个市场化的长效机制,能够让企业来做按市场化的方式,企业发挥基础工艺优势,市场有商业模式,政府适当加以政策领导,最终形成合力。这才是未来整个塑料行业污染防控的方向。”矫旭东表示。

王凤枝 本文来源:澎湃新闻 责任编辑:王凤枝_NT2541
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