微塑料污染終于輪到人類了。
在最近舉行的歐洲腸胃病學會上,研究人員報告稱,首次在人體糞便中檢測到多達9種微塑料,它們的直徑在50到500微米之間。這項研究表明,塑料會最終到達人體腸胃。這對于我們,可能不是個好消息。
圖 | picture alliance/JOKER/A. Stein
更加令人擔憂的是,微塑料已經無處不在。這些5毫米或者米粒般大小的塑料,來自降解後的塑料碎片、合成纖維和塑料膠球。一些研究發現,金槍魚和龍蝦等海洋生物的體内有大量微塑料,全世界83%自來水樣品中也有它們的身影。
因此,人類很有可能通過食物鍊或者其他途徑攝入微塑料。根據參與這項研究的8位不同國家的被試者提供的日志,他們都吃了塑料包裝的食物,飲用了瓶裝水,其中六位還吃過海鮮。每10克糞便樣品中含有20顆微粒,最常見的微粒是聚丙烯(PP)和 聚對苯二甲酸乙二酯(PET),它們是塑料瓶和瓶蓋的主要成分。
專家表示,還不能确定這些微塑料的具體來源,而它們是否可以留在人體内也需要進一步的研究。但值得警惕的是,最小的微塑料能進入血液、淋巴系統甚至肝髒,腸道中的微塑料也可能影響消化系統的免疫反應。
綠海龜吞食塑料,人們早先認為塑料垃圾會讓海洋生物誤食,現在他們進一步發現了微塑料的問題 | Troy Mayne / WWF
微塑料會對器官産生物理傷害,其過濾出的有毒化學物質,如内分泌幹擾素BPA和農藥,也能破壞免疫功能,并危害生物的生長和繁殖。微塑料和有毒物質還可能積累到食物鍊中,對整個生态系統帶來潛在影響,例如種植土壤的健康狀況。此外,空氣和水中的微塑料也可以直接影響到人類。
越來越多的科學家們試圖搞清楚,這種廣泛而複雜的微塑料污染,究竟如何影響動物和生态系統。從漁産數量減少到土壤微生物環境的改變,一些誘人的證據正在浮現。随着研究者積累到更多數據,他們開始意識到,這些發現不過是問題的冰山一角。
威脅器官和血液
在2008年以前,很多研究人員認為,動物可以排洩掉攝入的任何微塑料,例如他所說的“非自然纖維”。然而,生态毒理學家馬克·布朗(Mark Browne)對此并不完全确信。他做了一個實驗:先把藍蚌放進水槽,再放入塗有發光材料、比人類血細胞更小的微塑料,在藍蚌攝入這些微塑料之後,再把它們放進幹淨的水中。
藍蚌體内的微塑料 | Mark Anthony Browne
魚類、蚯蚓和其他動物的體内出現微塑料,這種現象足夠讓人不安了。但如果這些微粒一直留在體内,尤其是從内髒轉移到血液循環系統和其他器官,就會造成真正的傷害。科學家已經觀察到身體傷害的迹象,比如由微粒撞擊和摩擦器官壁引發的炎症。
塑料生産過程中添加的聚合物,會從微塑料顆粒裡轉移到環境中,這些環境污染物(還有吸附在塑料表面的農藥),會被微塑料截留下來。研究人員發現,它們都能傷害肝髒等器官。生态毒理學家馬可·維吉(Marco Vighi)等人正在測試不同聚合物會吸附哪類污染物,并研究污染物是否會被淡水動物和陸生動物攝入。湖水和土壤中的微塑料的總量,堪比漂浮在海洋表面的微塑料的總量——它們可能超過15萬億噸。
最重要的問題在于,這些物理和化學作用是否會最終影響生物的生長、繁衍或易患病性。今年3月發表的一項研究表明,暴露在微塑料中的魚類減少了生殖,而其後代在未直接暴露于微塑料時也是如此。這表明,微塑料可以影響物種的後代。
研究人員指出,有些動物未受微塑料的負面影響,如片腳類的淡水甲殼動物,也許它們能應對石塊這樣難消化的自然物質。對于有的生物來說,某種微塑料可能有毒,而其他種類則沒有。
大多數關于微塑料效應的研究都在實驗室進行,而且實驗時間很短。研究人員通常隻研究一種塑料,這些塑料的微粒比生物攝入的微粒更大,也比在自然環境中發現的微粒有更高的集中度。然而,生态毒理學家馬丁·瓦格納(Martin Wagner)表示,我們無法得知低集中度的微塑料對生态的長期後果。
為了彌補實驗室研究的缺陷,瓦格納等人已經開展戶外研究。他們試圖匹配動物和它們最有可能遇到的聚合物及污染物,并在研究中整合現實環境中的其他複雜因素,因為微塑料“不是唯一的應激源”。物種受到化學污染物、過度捕撈和氣候變化等壓力的影響時,微塑料可能是壓垮它們的最後一根稻草。
真實場景裡,微塑料又如何?
在法蘭克福某植物園的綠草坪上,研究人員試圖打造混亂的真實場景。他們在草坪上放置了一排排相同的小水池,将其暴露在自然環境中。瓦格納把不同的微塑料放進每個水池,這些微粒有的是原始聚合物,有的是與污染物相混合的聚合物,他想知道淡水昆蟲和浮遊動物在水池中的生存狀态。
德國法蘭克福歌德大學的戶外實驗水池 | Martin Wagner
瓦格納尚未觀察到任何明顯的影響,但他正在研究某些生物是否有受到傷害的細微迹象,而這種迹象會在生态食物網中産生“漣漪效應”。
哪怕某些生物似乎不受影響,這種效應也會發生。布朗的藍蚌在短期内沒有受到傷害,但他擔心,藍蚌體内積累的微塑料會轉移給它們的捕食者。“這些微粒對其他生物可能不這麼友好了。”他說。
與瓦格納一樣,布朗也把研究延伸到真實環境中。他和團隊采集了來自悉尼港的魚類和其他生物,然後研究它們是否和微塑料進入悉尼港的路線有關,他們還試圖尋找生态破壞的某些迹象,比如種群規模的變化。這種研究方法意味着,生物可以表現出正常行為,同時暴露在典型的環境條件中,面對潮汐、風暴、海洋溫度變化和工業污染物等應激源。瓦格納表示,如果微塑料能越過其他應激源産生影響,我們就需要真正為之憂慮了。
植物生态學家馬提亞斯·西裡希(Matthias Rillig)已經表明,微塑料如何通過改變環境來影響生物。他在最近發表的合著論文中寫道,含有聚酯微塑料的土壤更加蓬松,濕度更大,這似乎會影響某些微生物的活動——它們在土壤的養分循環中很重要。這一研究還處于早期階段,但值得關注,因為全世界的農民都在将富含微纖維、經過處理的下水污泥當作肥料。李利格等人還想搞清楚,土壤中的微纖維如何影響農作物生長。
近距離觀看戶外實驗水池。實驗昆蟲和其他生物生活在植物和沉積物之中 | Martin Wagner
吸入、血液累積,微塑料無處不在
微塑料對人類的威脅可能更為直接。今年4月發表的一項研究顯示,研究人員在經過包裝的海鹽、啤酒、瓶裝水和自來水中發現微塑料和微纖維。因此,幾乎可以肯定的是,人類一直在攝入微塑料。在灌注飲料的過程中,微塑料會滲進飲料;大氣中的微纖維也會落到自來水儲水池。研究人員為此感到震驚:“這表明,我們再次暴露出垃圾管理不善的問題。”
由于故意讓人類攝入微塑料違背倫理,布朗等研究人員将目光轉向醫學研究——利用微塑料将精确劑量的藥物送到人體特定區域。通過這些研究,他們能夠更好觀察微塑料在人體内的轉移。如果微粒足夠小,它們有可能離開器官,并積累在血液中。對注射了微塑料的地鼠的研究表明,這些微粒可以導緻血栓。
人類也能吸入從空中掉落的微纖維。已知空氣微粒可以寄居在肺部深處,從而導緻癌症在内的各種疾病。已有證據表明,與尼龍和聚酯纖維打交道的工人,其接觸有害纖維的程度遠高于普通人群,他們的肺部會受到刺激,肺容量也會降低(盡管不是癌症)。
有些科學家認為,将注意力放在人體内的微塑料上,可能讓研究者錯過更重要的問題:至少對于添加到塑料中的化學物質(如内分泌幹擾素BPA)來說,人類頻繁接觸的塑料飲食包裝是這些物質的一大來源。換句話說,來自包裝的微塑料同樣值得警惕。
還有研究人員指出,與很多污染物一樣,微塑料的危害很有可能取決于阈值。超過某個數值,它們才能真正影響生物。
然而無論如何,專家們表示,能夠産生危害的微塑料污染物無處不在,僅憑這一點就足以開展環保行動了。
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