在最近上海開始實行的垃圾分類中,塑料水瓶屬于可回收垃圾,它們會被回收再利用,用于紡絲等工業。然而在實行垃圾分類之前,相當一部分的塑料瓶進入了大自然,使得微塑料顆粒分布到了地球上的各種環境介質中,逐漸形成一種新型污染。
微塑料污染不僅會對生態環境造成潛在影響,還將有可能最終影響到我們人類自身的健康。淡水水體、土壤和海洋中的微塑料污染可能會使處于食物鏈頂端的人類及其后代成為最終的受害者。而我們平日使用的塑料制品,尤其是塑料礦泉水瓶,也會使身體攝入微塑料顆粒。近期發布在《環境科學與技術》期刊上的一項研究【1】指出,美國人均每年會攝入7.4萬至12.1萬微塑料顆粒。因此,塑料制品的使用和微塑料污染是迫切需要我們關注的議題。

微塑料污染是怎么來的?
微塑料的概念于 2004 年首次被提出,主要是指顆粒直徑在 5 mm 以下的小顆粒塑料【2】。我們日常使用的塑料產品和工業原料中廣泛存在微塑料,而合成化纖紡織品的斷裂和大塊塑料的磨損破碎也會將微塑料帶入環境,比如有研究表明我們日常每洗一次衣服就可將1900多個纖維排入廢水中【3】。由于塑料的大量生產和排放,使得微塑料進入環境形成污染。
微塑料污染問題有多嚴重呢?讓我們來看一些數據。目前,全球每年塑料生產量高達 3.35×108 t,其中超過80%都成為廢棄塑料通過不同途徑進入了環境【4】。海洋環境中的微塑料含量不斷增加,據統計,2010 年全球由沿海城市向海洋輸入的塑料垃圾高達(4.8~12.7)×106 t【5】,全世界海洋漂浮的微塑料已超過 5×1012 個【6】。土壤也是微塑料的一個重要歸屬地,據統計,在歐洲和北美,每年通過污泥及其處理物等方式進入歐洲農業土壤環境的微量塑料總量高達 125-850 t/百萬居民,遠高于排入地表水環境中的微塑料含量【7】。微塑料在土壤中的污染分布特征呈現出地域差異性,在大量使用農業用膜、塑料溫室的農業地區以及經濟較發達、使用個人護理品較多的地區,土壤中均能檢出更多的微塑料【8】【9】。
由于微塑料顆粒直徑小、不易降解,因此很容易在微生物中累積、被動物誤食,并隨著食物鏈從低營養級向高營養級傳遞,最終很有可能出現在人類的餐桌上,對人體健康產生潛在風險。
微塑料如何進入人體?進入后會怎么樣?
我們的食物中如果有被微塑料污染的生物,那么微塑料顆粒將有可能進入人體。另一方面,我們日常所使用的塑料制品也會使我們攝入微塑料,一個非常重要的途徑便是塑料礦泉水瓶。
瓶裝水為人們的生活帶來了極大的便利,但你可能沒有想過,當你喝水的時候,也同時在“吃塑料”。在一項研究中,90%以上的瓶裝水試樣品均被檢出塑料微顆粒污染【10】。另有研究表明,一升瓶裝水中塑料顆粒的平均含量為10.4個,大約是自來水塑料污染水平的兩倍【11】。
在近期發布在《環境科學與技術》期刊上的一項研究中,來自加拿大英屬哥倫比亞大學的研究人員通過回顧研究估計了不同人群的微塑料顆粒攝入水平。他們分析了空氣、酒精、瓶裝水、蜂蜜、海鮮、鹽、糖和自來水等8類成分中塑料微粒的含量,然后根據美國農業部的報告和《2015-2020年美國人膳食指南》對這8類物品的平均攝入量進行了估計。
研究顯示,是否喝瓶裝水會對微塑料的攝入水平帶來巨大影響。如果平日只喝瓶裝水,那么攝入的微塑料數量將達到從來不喝瓶裝水的21倍以上。
圖片來源:DOI: 10.1021/acs.est.9b01517
微塑料顆粒進入人體會給我們的身體帶來什么影響,目前還并不清楚,需要進一步的研究。不過,已有一些研究證明了它對海洋動物產生的影響。
紫貽貝在微塑料污染水體中暴露48天后,在其血淋巴中發現了微塑料的存在,其濾食效率也因此降低【12】。針對海洋蠕蟲的研究也得到了相似結論,海洋蠕蟲由于攝入微塑料導致攝食活動減少、消化時間延長、炎癥等,導致能量儲備降低50%【13】。另外,在塑料生產過程中,為了使塑料具有一些特殊性質,常加入一些增塑劑等化學成分. 如雙酚A、鄰苯二甲酸酯等。而雙酚A和鄰苯二甲酸鹽等增塑劑現已被證實會影響甲殼類和端足類的發育,誘發遺傳畸變【14】.
我們能做什么呢?
為了降低微塑料顆粒的危害,或許我們應該減少塑料制品的使用。然而從飲用水、食品包裝到各種日用品、玩具,塑料在我們的生活中無孔不入,極大地影響著我們的生活,要想減少塑料的使用,尋找易降解、無毒無害的替代材料成為關鍵。科學家很自然把目光轉向了生物材料。已有研究將木質素作為塑料替代品,不過其大批量生產方法目前還處在試驗階段【15】。一家名為BioLogiQ的公司已成功地將馬鈴薯淀粉和聚氨酯結合起來,生產出比由聚氨酯制成的塑料袋更堅固、更薄的塑料袋。一種由玉米淀粉發酵而成的塑料替代品聚乳酸(PLA)也已進入塑料市場,它的應用與普通的塑料幾乎完全相同【16】。我們也期待有更多的環保材料能夠盡快研發和普及,減輕微塑料顆粒的污染!
參考文獻:
1.Human Consumption of Microplastics. Kieran D. Cox, Garth A. Covernton, Hailey L. Davies, John F. Dower, Francis Juanes, and Sarah E. Dudas. Environmental Science & Technology 2019 53 (12), 7068-7074. DOI: 10.1021/acs.est.9b01517
2.Lost at Sea: Where is all the plastic?THOMPSON R C, OLSEN Y, MITCHELL R P, et al. Science, 2004, 304: 838.
3.Accumulation of microplastic on shorelines woldwide: sources and sinks. BROWNE M A, CRUMP P, NIVEN S J, et al. Environmental Science & Technology, 2011, 45(21): 9175-9179.
4.科學家發現 83%的自采水樣本被塑料纖維污染. 魯灣. 科學養生, 2018, 1: 11.
5.Plastic waste inputs from land into the ocean. JAMBECK J R, GEYER R, WILCOX C, et al. Science, 2015, 347(6223):768-771.
6.海洋環境微塑料生態效應影響研究. 陳斌. 環境與發展, 2018, 30(3): 33-37.
7.Are Agricultural Soils Dumps for Microplastics of Urban Origin? NIZZETTO L, FUTTER M, LANGAAS S. Environmental Science & Technology, 2016, 50(20): 10777-10779.
8.The distribution of microplastics in soil aggregate fractions in southwestern China. ZHANG Guosheng, LIU Yanfang. Science of the Total Environment, 2018, 642: 12-20.
9.Characterisation, quantity and sorptive properties of microplastics extracted from cosmetics. NappER I E, BAKIR A, ROWLAND S J, et al. Marine Pollution Bulletin, 2015, 99: 178-185.
10.我國水資源重金屬污染現狀及檢測技術進展.徐繼剛,王雷,肖海洋,等. 環境科學導刊,2010,29(5):104-108
11.瓶裝水中的塑料污染及其含量研究綜述. 李明珍, 陳帶, 蘇雯等. 內江科技, 2019, 6:41.
12.Ingested microscopic plastic translocates to the circulatory system of the mussel, Mytilus edulis (L) . BROWNE M A, AWANTHA D, GALLOWAY T S, et al. Environmental Science & Technology, 2008, 42(13): 5026-5031.
13.Microplastic ingestion decreases energy reserves in marine worms.WRIGHT S L, DARREN R, THOMPSON R C, et al. Current Biology, 2013, 23(23): R1031-R1033.
14.Microplastics pollution in inland freshwaters of China: A case study in urban surface waters of Wuhan, China. WANG Wenfeng, NDUNGU A W, LI Zhen, et al. Science of the Total Environment, 2016, 575: 1369-1374.
15.塑料替代品已研制成功,來自于植物,未來白色污染還會有嗎? -https://new.qq.com/omn/20190309A0Z5HJ
16.十大塑料替代品,都是我愛吃的! -https://www.meipian.cn/1mnby5oo
受DNA等天然聚合物啟發,化學家設計出一種方法,可精確調控塑料的降解時間——從數天、數月到數年不等,從而讓塑料在完成使命后自然分解,而非在環境中存留數百年造成污染。研究人員希望這項新技術能催生出完成功......
廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員孫蔚旻團隊與西安建筑科技大學教授張海涵合作,在國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目的資助下,在河口沉積物塑料生物降解機制解析方面取得新進展。近日,相關成果發表......
記者7日從中國科學院金屬研究所獲悉,來自該所等單位的科研人員成功研制出可漂浮的二氧化鈦材料。該材料可以在光照下分解塑料,在不用酸堿溶液預處理塑料的情況下,其分解塑料袋、保鮮膜等常見塑料的效率比傳統材料......
2025年3月18日,上海塑料行業協會標準化技術委員會揭牌儀式暨塑料行業綠色高質量發展論壇會議在上海召開,熒颯光學受邀出席。熒颯獲獎·標準領航熒颯光學作為國內領先的紅外制造商,一直致力于紅外光譜儀的創......
2025年3月18日,上海塑料行業協會標準化技術委員會揭牌儀式暨塑料行業綠色高質量發展論壇會議在上海召開,熒颯光學受邀出席。熒颯獲獎·標準領航熒颯光學作為國內領先的紅外制造商,一直致力于紅外光譜儀的創......
韓國科學技術院科學家通過對微生物進行基因工程改造,首次制備出類似尼龍的堅固且柔韌的生物塑料。相關研究論文發表于17日出版的《自然·化學生物學》雜志。全球每年會產生約4億噸不可降解的石油基塑料廢物和微塑......
研究人員對微生物進行基因工程改造,首次生產出一種類似尼龍的堅固、柔韌的塑料。3月17日,他們在《自然-化學生物學》報告稱,過去細菌曾被用來生產聚羥基烷酸酯等聚酯,但像服裝和鞋類生產中使用的尼龍類塑料很......
特拉華大學的研究人員已經開發出一種方法來減少輪胎在使用壽命結束時釋放到環境中的去污。在發表在《自然化學工程》雜志上的一項新研究中,該團隊展示了一種將6PPD(一種提供紫外線保護的分子,可以幫助輪胎中的......
塑料污染一直被視為全球性頑疾。如今,越來越多用于塑料回收的先進技術正逐步投入使用,它們將使各種廢棄塑料高效轉化為再生塑料。未來,我們或許不再需要靠原油生產塑料,而是將現有塑料資源無限循環地利用下去。僅......
9日發表在《自然》雜志上的一篇論文稱,美國西北大學材料科學家利用肽和塑料中大分子的片段,開發出一種由微小、靈活的納米級絲帶組成的材料。這種柔軟、可持續的電活性材料有望為醫療、可穿戴和人機界面設備提供新......