一份外卖会让你吃进上千亿颗微塑料,这是你身体可能发生的变化

0
148

一次性纸杯和外卖餐盒都会将微塑料直接送进我们的嘴里。这些小颗粒确实会改变我们的身体,而且这不仅取决于数量,还取决于每颗微塑料的大小、形状、表面化学性质等一系列更细微的特性。


图片来源:Pixabay

来源 C&EN, Nautilus 等

编译 魏潇

无处不在的微塑料,又找到了一条进入人体的新渠道:外卖中一次性纸制容器的内衬涂层。一项由美国国家标准与技术研究院(NIST)领导的新研究发现,带有防水涂层——低密度聚乙烯(LDPE)内衬的一次性纸杯,在接触 100 ℃ 热水短短 20 分钟后,释放的微塑料颗粒密度可达 1012/L。这意味着喝下一杯 300 ml 的外带热咖啡,将有上千亿微塑料颗粒进入体内,研究人员推算,这意味着平均每 7 个身体细胞就会吸收一个微塑料颗粒。

会释放微塑料的不止是一次性纸杯。早在 2020 年,就有中国学者研究了石家庄、青岛、成都、杭州、厦门这五个城市中不同外卖容器的微塑料释放情况。他们发现,不论是可以微波加热的聚丙烯(PP)餐盒、耐热至 70 ℃ 的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)餐盒,还是更传统的聚苯乙烯(PS)白色发泡饭盒,都会释放微塑料,并且基本不受内容物温度的影响。

图片来源:Pixabay

Nautilus 的一篇报道称,这种直径小于 5 毫米,部分情况下小于 1 微米的塑料颗粒已经侵入了人类大约 40% 的食物,啤酒、蜂蜜、鱼类和贝类中都被检出了微塑料,甚至有研究计算出我们每周摄入的塑料相当于吃掉一张信用卡。消化道也不是唯一被塑料入侵的人体结构,微塑料还出现在肺组织、血液和连接母亲和婴儿的胎盘里。

我们已经深陷微塑料的包围,但它会对人类健康产生何种影响、怎么产生影响,一直没有明确的答案。一些专门研究纳米颗粒毒理学的学者认为,微塑料确实会改变我们的身体,影响程度不仅取决于我们摄入了多少,还取决于每个微塑料颗粒的大小、形状、表面化学性质等一系列更精确的属性。

微塑料的真实模样

美国《化学与工程新闻》(C&EN)的一篇文章指出,目前大多数关于微塑料的毒理学研究使用的是聚苯乙烯珠。这是一种常见的量产材料,具有不同尺寸和不同的官能团,但它们与真实环境中的微塑料并不一致。美国贝勒大学(Baylor University)环境科学教授 Christie Sayes 表示,他们在海水或环境水样中发现的微塑料往往是 ” 锯齿状、边缘锋利的碎片 “,即便是实验室里有意将塑料餐具搅碎制造而来的微塑料也不是聚苯乙烯珠那样的规整球形。英国伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的环境毒理学家 Stephanie Wright 有同样的看法,她在空气中检测到的大多数微塑料颗粒也都是碎片,而非球体。

图片来源:Pixabay

对于纳米粒子来说,形状和锋利边缘的数量会影响其毒理学特性。具有更多锋利边缘的颗粒,在细胞炎症和氧化应激过程中表现得更明显。有研究发现,细长而坚硬的纤维碳纳米管可以在小鼠体内引发与致癌物石棉相同的病理反应。另一项 2015 年的研究则显示,六边形纳米金颗粒比圆形和三角形的颗粒更容易进入上皮细胞,造成的细胞质量负担也更高。因此微塑料的形状不应被忽略,这很有可能是决定其危害性的重要因素。

微塑料的复杂成分也是研究人员面临的挑战。PE、PP、PET、PS 都是常见的塑料制品成分,因此微塑料颗粒也不太可能是单一成分的聚合物。此外,很多微塑料是由塑料制品在紫外线风化作用下形成的,这一过程可能改变塑料的化学性质,让它的疏水性降低,更容易被有机或无机污染物包裹。增塑剂(很多是内分泌干扰物)、农药、重金属甚至寄生虫等病原体都可能附着在微塑料颗粒上,共同进入人体。

进入身体,然后呢?

现代工业产品让我们无法避免通过饮食摄入微塑料,因此科学家们开始构建模拟消化道的体外系统,希望描绘出这些微小至纳米级的颗粒侵入我们身体的图景。

C&EN 的报道称,在美国哈佛大学(Harvard University)和罗格斯大学(Rutgers University)从事纳米科学与环境生物工程研究的学者 Philip Demokritou 正在利用模拟小肠上皮的体外模型测试微塑料颗粒是否会干扰营养物质的消化和吸收。他们发现,微塑料的存在会对脂肪吸收带来健康上的负面影响,与脂肪一起摄入的微塑料颗粒会令前者的生物利用度增加一倍,这意味着会有更多的脂肪进入血液。此外,维生素等微量营养素的吸收也受到了影响。

Demokritou 的体外实验还发现,食物和水中存在的微塑料和纳米塑料会导致小肠渗透性增加,这可能导致肠道内的各种物质从消化道中逸出,直接作用于其他组织。不过,这些初步发现都需要更进一步的动物实验来证实。

不同大小的微塑料颗粒,对肠道的影响可能各不相同。Sayes 和同事们在实验室里将塑料餐具搅碎成大于 100 µm、1-100 µm 和小于 1 µm 三种不同直径的微粒,利用自行构建的体外肠道芯片系统(包含小肠上皮细胞、巨噬细胞和免疫细胞)来测试不同尺寸的微塑料对肠道细胞存活能力、吞噬能力和免疫反应的作用。该研究尚未正式发表,但他们已经得到了一些初步结果:1-100 µm 的微塑料会降低肠上皮细胞的活性并削弱三种肠道细菌的繁殖能力,而更大一些的微塑料颗粒会促进这些细菌繁殖。

Sayes 推测,较大的塑料颗粒或许可以做这些肠道细菌的营养来源;不过,也有可能是因为较大的微塑料颗粒表面本身就比更小的微塑料携带有更多细菌。

图片来源:Pixabay

呼吸是另一种暴露在微塑料污染下的主要途径。上世纪九十年代后期出现在美国的植绒工人肺可以算是微塑料对人体影响的最早发现之一。这一案例来自美国罗德岛一家加工尼龙植绒面料的工厂,流行病学家发现在密闭空间内工作的植绒工人患肺癌的比例,是该地区其他人的三倍。最开始有人怀疑这是因为工人吸入了化学物质,但尸检结果显示这些工人的肺组织中滞留着许多细小的尼龙纤维。尼龙植绒是一种类似天鹅绒的面料,常用于室内装潢和毯子服装,是用合成的尼龙材料切割成短纤维制成的。这种细小纤维的主要成分是聚酰胺树脂,因此也是微塑料的一种。但由于当时的报告使用的是 ” 尼龙植绒 ” 而非 ” 微塑料 “,直到 15 年后才被学界注意到它可能是证明微塑料对身体有害的重要证据。

自那时起,人类五花八门的微塑料 ” 吸入 ” 方式开始在科学文献中涌现。2016 年的一项研究发现,使用洗衣机水洗合成纤维(涤纶)上衣时,每件衣服可能释放的超细纤维质量最多可达 2 g。一项 2022 年的研究则将目光移向了干衣机:它会在 15 分钟内释放出 56 万根微纤维。美国加利福尼亚州水资源控制委员会(California State Water Resources Control Board)的科学家 Scott Coffin 表示,人们清洁衣物烘干机通风口时遭遇的飞扬 ” 尘埃 “,比美国环境保护法案规定的吸入性微粒职业暴露量还要高数倍。

出乎意料的是,口罩也是微塑料纤维的释放源头:一项中国科学院领导的研究显示,除去 N95 口罩,普通外科口罩、棉口罩、时尚口罩、活性炭口罩等种类产生的微塑料都比它们过滤掉的要多。

不过,不是所有被吸进体内的微塑料都会残留,大部分微塑料会随着我们的粪便或呼吸排出体外。但仍会有一些微塑料纤维进入肠道和肺部深处,进而入血。有学者估计,肠道中约有 0.3% 的微塑料会被吸收,但这一数字很可能会被后来的研究刷新。在细胞层面上,微塑料,尤其是纳米级的微塑料会干扰线粒体的能量产生,引发机体炎症和氧化应激反应,导致身体无法修复自身损伤。

能否挽回

2020 年全球塑料产量为 3.67 亿吨,到 2050 年这一数字将增加 2 倍。看来我们注定要面临被微塑料从内至外包围的命运,那么尽可能地防止它改变我们的身体将成为亟待解决的重要问题。但是,大部分现行政策仍以量作为监管标准,却忽略了微塑料的大小、形状、表面化学性质等一系列影响其毒理学特性的精细属性。例如美国食品药品监督管理局(FDA)已经对食品包装中释放出的聚合物总量做了规定,一次性纸杯释放出的微塑料数量远低于监管数值,然而这些直径在 30-100 nm 的微塑料颗粒确实存在潜在的健康风险。

科学家们对微塑料毒理学的未来发展也抱有忧虑。由于缺乏有效的暴露数据,微塑料和纳米塑料颗粒的风险依然难以评估,用来填补这一空白的资金也不够充足。这不利于科学界向社会展示微塑料对环境、健康和安全的潜在影响,工业界和政策制定机构也就不会因此放慢生产速度或者修改管理条例。

好消息是,学者和业界都在行动。一些研究人员已经开始在实验室中制造更接近真实世界暴露场景下的微米级和纳米级塑料颗粒,力求降低毒理学研究中的误差,换来更可靠、可重复性更好的结论。代表化学品制造商的美国化学委员会(ACC) 称,工业界也启动了自己的微塑料研究计划,例如开发标准化的采样流程和测试材料、识别微塑料进入环境后的去向和潜在的暴露途径、确定哪些微塑料具有危害性、开发风险评估框架等等。