无处不在的微塑料

　　（小尘4x/图）
　　在过去的70年里，全球生产了83亿吨塑料，只有9%被回收，剩余91%大部分被释放到环境，小部分被焚烧。随着时间的推移，释放到环境中的塑料垃圾会通过环境风化作用、物理碰撞等进行降解，然后尺寸小于5毫米的塑料成为微塑料（MP），包括颗粒、纤维或薄膜形态。
　　空气中的微塑料
　　过去认为，微塑料只是沉积于海洋和土壤中，但是现在的研究发现，微塑料大量存在于空气中。新西兰一个研究团队借助复杂的化学方法，发现并分析了城市中直径小至0.01毫米的微塑料颗粒，并首次计算了城市空气中微塑料的总质量。仅奥克兰这座城市，每年就有74吨微塑料从空气中沉降到市区，相当于三百多万个塑料瓶。
　　一般情况下微塑料是肉眼难见的，研究人员收集新西兰大气中的微塑料沉积样本，并借助于发光有色染料来识别微塑料，再通过热处理方法对微塑料质量进行分析，研究时间超过9周。
　　通过荧光显微镜鉴定，研究人员评估了奥克兰地区两个采样点大气中的微塑料沉积速率，结果发现，平均每天每平方米的空气中能发现4885个微塑料颗粒。城市站点观察到的微塑料沉降率达到了5955个微塑料/平方米/天，住宅区的微塑料沉降率更严重，为33495个微塑料/平方米/天。
　　在此之前，其他一些城市，如英国伦敦、德国汉堡和法国巴黎也都发现空气中存在微塑料，伦敦为771个/平方米/天(2020年发表的一项研究报告)，汉堡为275个/平方米/天(2019年)，巴黎有110个/平方米/天(2016年)。显然，奥克兰地区空气中的微塑料沉降率远高于伦敦、汉堡和巴黎。
　　从微塑料的成分看，研究人员观察到了8种聚合物类型，聚乙烯（PE，常用于制造塑料袋、薄膜、塑料桶等）是观察到的最丰富的聚合物类型，占所有聚合物类型的39%，其次是聚碳酸酯（PC）和聚乙烯对苯二甲酸脂（PET，常用于灌装饮用水和饮料），分别占所有聚合物的26%和22%。PE和PET是最常见的包装材料，PC主要用于电气和电子应用，并且这三种材料也常被应用于建筑业，因此它们占据了微塑料的大部分。
　　不过，研究人员认为，奥克兰地区的地理环境对空气中的微塑料产生有较大影响，奥克兰地区空气中微塑料水平高可能与附近的海洋与风向有很大关联。微塑料沉降率与海上风的相关性表明，沿海空气中的微塑料可能源于海洋环境，奥克兰豪拉基湾的海浪可能会将海水中的微塑料传播到空气中，进而污染空气环境。微塑料沉降率高可能也与风向有关，空气中微塑料水平与来自奥克兰西区的风向相关，而西区正是奥克兰市中心的方向。
　　海底和海洋中的微塑料
　　西班牙巴塞罗那大学环境科学与技术研究所的一个研究团队最近的一项研究发现，在过去20年里，沉积在海底的微塑料总量增加了两倍，这个数量与人类社会生产和消费塑料产品的类型和数量相对应。
　　研究人员首次对地中海西北部沉积物中的微塑料污染进行高分辨率重建，以分析海底微塑料的情况。海底被认为是漂浮在海面上的微塑料的最终汇聚，但人们一直不清楚海底微塑料的历史演变、沉积和沉积量。
　　研究发现，微塑料在海洋沉积物中保持不变，海底中沉积的微塑料质量可以对应1965年至2016年的全球塑料产量。具体结果是，自2000年以来，沉积在海底的塑料颗粒数量增加了两倍，而且，随着这些材料的生产和全球使用，它们的积累不仅没有减少，而且一直在增长。
　　自20世纪80年代以来，特别是在过去20年里，包装、瓶子和食品薄膜中聚乙烯和聚丙烯颗粒的积累以及服装织物中合成纤维中的聚酯颗粒的积累逐步增加，这三种颗粒的数量在收集的每千克海底沉积物中达到1.5毫克，其中聚丙烯含量最多，其次是聚乙烯和聚酯。
　　这个结果与新西兰研究人员发现空气中微塑料最多的成分是聚乙烯相似。西班牙研究人员于2019年11月在海洋考察船Sarmiento de Gamboa上收集海底沉积物，该考察船从巴塞罗那出发，前往西班牙塔拉戈纳的埃布罗三角洲海岸。这个地区位于地中海西部，埃布罗三角洲河流被认为是包括微塑料在内的几种污染物的汇聚地区。此外，从埃布罗河流入的沉积物比公海的沉积速率高。
　　通过应用最先进的成像技术来量化大小为11微米的微塑料颗粒，研究人员发现，微塑料一旦被困在海底，就不再降解，这可以能是因为缺乏侵蚀、氧气或光线，以及不再运动。因此，微塑料的生成过程可能主要是塑料垃圾在海滩、海面或海水中。20世纪60年代的微塑料仍然留在海底，在那里留下了人类污染的特征。
　　对于海洋和海底中的微塑料，联合国的一项调查认为，香烟上的过滤嘴是微塑料的一个重要来源。每年，全球烟草业生产 6 万亿支香烟，供全球 10 亿烟民消费。这些香烟的过滤嘴主要由名为醋酸纤维素纤维的微塑料组成。当这些烟头释放到环境后，会被阳光和水分等因素分解并释放微塑料、重金属和许多其他化学物质。
　　烟头是全球丢弃最多的垃圾，并且很难回收，全球每年由烟头产生约 7.666 亿千克有毒垃圾。它们也是海滩上最常见的塑料垃圾，由此加重了微塑料对海洋生态系统的污染。
　　微塑料与毒素的结合
　　微塑料最大的问题是可以通过饮水、饮食等进入食物链，最终进入人体，对人体带来一系列伤害。微塑料会进入细胞，穿过血脑屏障，并可能在肺脏、睾丸、肝脏和大脑等器官中积聚，现在在胎盘中也检测到了微塑料。只是，微塑料在体内要达到多少量才会造成伤害，目前还没有确切的研究数据。
　　不过，另一种情况可能会加剧人们对微塑料的担忧，即微塑料与一些物质相互依附，产生更大的毒性。
　　美国研究人员在美国化学学会（ACS）的《环境科学与技术快报》上刚发表的一项研究显示，微塑料和一些物质可以相互依附，结果会让一些物质产生更大的毒性，但有一定条件。例如，当铬附着在微塑料上时，防晒霜等产品中使用的紫外线过滤剂会使金属铬更具毒性，对野生动物、植物或人类造成的问题可能比最初想象的更严重。
　　此前的研究表明，重金属很容易附着在微塑料上，这种结合可能会对水生生物造成潜在伤害。但除了黏附在其他污染物上之外，微塑料和它们上面的物质混合物还会相互作用，改变它们的化学性质。
　　某些金属，如铬(Cr)，在微塑料表面可能呈现不同的氧化状态。虽然Cr(III)是相对安全的，但Cr(VI)是有毒的。因此，研究人员试图弄清，当Cr与微塑料结合时，其氧化态是如何改变的，以及一种常见的有机污染物，紫外线过滤分子是如何影响氧化态的。
　　研究人员创造了铬和聚苯乙烯微塑料颗粒的混合物，在有紫外线过滤器的情况下，微塑料可以聚集更多的铬。此外，在含有过滤器的混合物中，Cr的氧化态较高。研究小组测试了这种增加的氧化状态是否转化为对微藻种群的环境毒性。当暴露在含有过滤分子的混合物中时，微藻的生长受到了抑制，这表明铬附着在微塑料上并通过紫外线过滤剂的作用会产生更大的毒性。
　　研究人员认为，微塑料可以帮助将污染物转化为一种更有害的形式，这是以前并未发现的微塑料对人、生物的有害作用。对于微塑料，未来还需要更多的研究来证实其对人、生物和生态和影响。
　　张田勘