20年微塑料研究的科学发现

这些微粒无处不在,并可能危害人类健康。
Micro plastic.
微塑料。手指上的微小塑料颗粒。空气污染 图片来源:DepositPhotos

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二十年前,英国一支科学家团队敲响了警钟,警告了一个当时未被充分重视的问题:塑料垃圾分解成微小甚至微观的碎片。虽然以往有许多报告记录了自然环境中塑料瓶和塑料袋的堆积,但对科学家们称之为“微塑料”的关注则少得多。

由于“塑料产量的迅速增长、塑料的持久性以及一次性塑料制品的性质”,研究人员得出结论,微塑料污染“有很大潜力”成为环境和人类健康的一个重大问题。

事实证明,他们是对的。

在过去的二十年里,塑料产量几乎翻了一番,达到每年超过4亿公吨,约等于1200座帝国大厦的重量。同期,微塑料——定义为直径小于5微米的颗粒,约等于头发的宽度——已经爆炸式地进入公众视野,伴随着对这些颗粒在生态系统和人体中普遍存在的研究浪潮。自2004年那篇首次使用“微塑料”一词的论文以来,微小的塑料碎片已被发现在从深海沉积物珠穆朗玛峰顶的各个地方,以及在人体血液母乳结肠肾脏肝脏肺部胎盘等身体部位。

本周发表在《科学》杂志上的一篇综述文章综合了其中许多发现。该文章探讨了我们从数千篇关于微塑料的研究文章中学到的——包括它们的来源、去向以及它们如何影响生物体——并评估了处理该问题的监管选项。

普利茅斯大学海洋生物学教授理查德·汤普森(Richard Thompson)表示,关于这个主题的研究“已经开始腾飞”。他是20年前那篇论文和本周四发表的新论文的首席作者。“现在很清楚,这些东西无处不在,”他补充道,并且除非情况有所改变,否则人类最终将面临环境“大规模”和“不可逆转”的损害。

自21世纪初以来,一个更加明确的事实是微塑料污染的严重程度。虽然汤普森2004年的论文记录了英国沿海地区小块的腈纶、尼龙和聚酯纤维,但进一步的研究表明,这种污染是全球性的。如今,微塑料几乎存在于研究人员所关注的每一个生态系统中,包括土壤湖泊河流,以及偏远的山区。一项令人担忧的2020年研究发现,雨水中存在微塑料,而其他研究表明,我们呼吸的室内空气中也普遍存在这些微粒。今年早些时候,环境咨询公司Earth Action估计,每年有近1300万公吨微塑料进入海洋和陆地环境。

所有这些微塑料都来自哪里?早期,科学家们直觉认为它们是由更大的塑料垃圾碎片分解产生的——这确实是微塑料最主要的来源。但后来发现更多来源。例如,油漆含有塑料聚合物,每年可能向海洋环境贡献高达190万公吨的微塑料。其他一些最重要的微塑料来源包括橡胶轮胎(在与路面摩擦时会脱落微塑料)和合成纺织品(在穿着和洗涤时会释放微纤维)。来自塑料渔网和渔具的微塑料污染量未知,而这些构成了海洋中塑料的很大一部分。

科学家们之所以能在如此广泛的范围内发现微塑料,部分原因是如今有更多的人在进行研究。而且,这些科学家也拥有了更先进的技术。例如,一种名为热解-气相色谱-质谱联用的成像技术最近使研究人员更容易识别由橡胶轮胎磨损释放的微小黑色微塑料。其他方法则能够更精确地计算给定样本中的微塑料数量,并按大小和聚合物进行分类——所有这些都能为推断其毒性提供线索。

更多的研究人员和更好的技术也促成了在生物体中检测到微塑料。在过去的20年里,科学家们已经在超过1300个水生和陆地物种以及整个人体内发现了微塑料。过去几个月引人注目的新闻报道凸显了这些微粒存在于人类睾丸人类阴茎中,今年2月,新墨西哥大学的科学家在他们测试的62个胎盘中都发现了微塑料。科学家们对这些污染如何具体影响人类健康仍未完全掌握,但实验室研究已将微塑料与细胞炎症癌症扩散联系起来。一些流行病学证据表明,它们可能是心脏病的危险因素

这些发现有助于解释为什么微塑料会如此迅速地登上许多普通人的优先关注列表。例如,在2023年德国的一项调查中,消费者对食品中微塑料的担忧程度超过了其他任何健康议题,包括抗生素耐药性和食品中的农药残留。另一项近期调查显示,超过90%的美国选民对人体内的微塑料“有些”或“非常”担忧。许多司法管辖区正试图追究塑料生产商对其造成的污染的责任,至少有两起针对塑料行业的诉讼——一起由纽约总检察长办公室提起,另一起由巴尔的摩市提起——特别提到了微塑料的蔓延及其健康风险。

行业组织承认人类正在接触微塑料,但否认有任何证据表明它们可能危害人类健康或环境。塑料行业协会在其网站上表示,该行业“支持对微塑料进行更多、更好的研究”,并强调其在污染预防和回收基础设施方面的投资。该行业团体表示:“大家在这件事上有一致的看法:无论是大的还是小的塑料,都不应该进入我们的水道。”

在这个狭窄的点上,汤普森表示赞同。他认为已经有足够的证据表明微塑料的危害,科学家们应该专注于如何阻止微塑料进入环境。一些干预措施已经开始实施——例如,一项2020年的法国法律要求新洗衣机配备微纤维过滤器,而欧盟正在逐步淘汰洗发水和乳液等产品中的闪光粉和其他微塑料。但汤普森的论文强调了需要采取多学科的方法,纳入经济学和行为科学等各个领域的见解。例如,用可重复使用的替代品取代一次性塑料的举措可能在减少微塑料产生方面发挥重要作用——但这只有在对消费者来说足够便宜和方便的情况下才能奏效。

“要让某件事奏效,不仅仅是实验室里的化学实验,”汤普森说。“这需要社会规范、经济、社会和法律框架的改变。”

在最广泛的层面上,汤普森其他科学家和环保倡导者支持限制总体塑料生产和禁止最成问题的塑料类别的措施,这些措施都将间接减少微塑料的产生。这些解决方案目前正在作为一个备受瞩目的联合国旨在结束塑料污染的条约的一部分进行讨论。非营利组织Plastic Pollution Coalition的项目和传播副总裁Jen Fela形容该条约是“我们应对塑料污染危机的最佳机会”。

“解决方案是存在的,”她告诉Grist。“要阻止塑料污染的唯一方法就是大幅减少塑料产量。”关于该条约的第五轮也是最后一轮谈判定于今年11月和12月在韩国釜山举行。

本文最初发表在Grist,网址是https://grist.org/science/20-years-microplastics-research-pollution-health-environment/

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