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2024 04/10 09:18:17
來源:北京日報

微塑料“入侵”人體影響有多大

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  近年來,國際上關于微塑料的研究報道有很多,雖然目前還沒有充分證據表明這類塑料會直接引發人類疾病,但鑒于其在海洋、飲用水及人體中的發現日益增多,還是引起了科學家及公眾的關注。

  微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒,更小尺寸的還有微米、納米級的微塑料,因此它也被統稱為微納塑料(MNPs)。前段時間,中國研究者發表了一篇研究文章,證實采取把水燒開、沉淀水垢后再飲用這種簡單方式,就能有效避免通過飲用水攝入微納塑料顆粒。那么,微塑料對于人體健康究竟有沒有危害?如果它隨著塑料制品的廣泛應用而長期存在,又該如何應對呢?

  1.研究稱微塑料可能損害心血管

  隨著塑料制品的廣泛應用,微塑料也不可避免地進入了人體。微塑料來源于生產和生活,如汽車輪胎與路面摩擦、化妝品成分、洗衣廢水以及塑料垃圾在陸地和海洋漂流中碰撞、分解等,都會產生大量微塑料。2004年,英國普利茅斯大學的湯普森等人首次提出了微塑料的概念——直徑小于5毫米的塑料碎片和顆粒。隨著研究的深入,目前微塑料的概念已經擴大到從納米到毫米的范疇(1毫米等于1000微米;1微米等于1000納米),而且是形狀多樣的非均勻塑料顆?;旌象w,肉眼難以分辨。

  微塑料不僅廣泛存在于自然環境和生境(物種或物種群體賴以生存的生態環境),還滲透到了人體的組織和器官。自2018年首次報道人類腸道出現微塑料后,肺、肝、脾和腎臟組織中也陸續檢測到微塑料的存在,近期還有研究發現微塑料抵達了胎盤。因此,研究人員正在往兩個方向努力,一是深入研究微塑料可能對健康和生命帶來的危害,二是找到阻止和減輕微塑料損害的方法和技術。

  現在,研究人員發現了微塑料對人可能造成傷害的一些線索和機理,首先關注到的就是它對人類心血管的損害。美國《新英格蘭醫學雜志》3月6日發表的一項研究結果表明,在200多名手術患者中,近60%的人主要動脈中有微米和納米級的微塑料顆粒。在手術后約34個月內,動脈中含有微塑料的人比沒有微塑料的人出現心臟病、卒中或死亡的可能性高4.5倍。

  這項研究的主要作者是意大利坎帕尼亞大學的內科醫師帕尼索,他帶領的團隊此前了解到,微塑料會被脂肪分子吸引,因此他們想了解微塑料顆粒是否會在血管內壁形成的脂質斑塊中堆積,從而導致或加重心血管病。研究團隊對257名接受去除頸動脈斑塊來降低卒中風險手術的患者進行了檢查,結果在150名患者被切除的斑塊樣本中看到了鋸齒狀的斑點,這是微塑料顆粒存在的外觀證據。大部分斑點由聚乙烯或聚氯乙烯組成,聚乙烯是世界上使用最多的塑料成分,經常應用于食品包裝和購物袋;聚氯乙烯通常被稱為PVC,是世界上產量第三的合成聚合物塑料。另一個發現是,斑塊樣本中含有更多微塑料的患者的炎癥生物標志物水平更高。

  研究結果從外觀、化學成分和生物學角度均證明了部分患者頸動脈中的斑塊含有微塑料,微塑料可能導致頸動脈斑塊,如果引發炎癥則會增加斑塊破裂的風險。

  不過也有研究人員認為,目前尚不能確認頸動脈斑塊中的微塑料對人體健康造成了危害。因為在這項研究中,相比于斑塊中沒有微塑料的患者,斑塊中有微塑料的患者還存在其他容易導致糖尿病或心血管疾病的因素,也就是說,“動脈中含有微塑料的人比沒有微塑料的人心臟病、卒中或死亡的可能性高4.5倍”的結論可能是由多種因素造成。而且,這項研究只分析了那些需要手術降低卒中風險的人,并不代表在健康群體中也有這樣的現象。

  2.被證實引起小鼠腸道屏障功能障礙

  由于人類和動物會通過飲食攝入微塑料,因此微塑料在腸道系統中很容易形成累積。從這個角度切入,中國科學院沈陽應用生態研究所微生物資源與生態組的一個研究團隊于2023年12月發表研究指出,微塑料通過對腸道菌的影響而造成健康損害。

  研究團隊對小鼠灌胃輸入聚苯乙烯微納米塑料,持續28天觀察小鼠腸道系統。結果發現,小鼠經口攝入的微塑料可以在腸道內形成累積,并顯著改變腸道微生物的種群結構,導致潛在致病菌豐度顯著增加,有益菌豐度顯著降低,并干擾了腸道菌短鏈脂肪酸的代謝特征。由于微塑料減少了腸道益生菌和增加了致病菌,所以可誘發腸道炎癥,降低腸上皮緊密連接蛋白和腸黏膜蛋白的表達,破壞腸道屏障功能。而且,微塑料還會抑制腸系膜淋巴結中免疫T細胞的分化,減少腸道中分泌型免疫球蛋白A,干擾腸道免疫功能,從而增加致病菌感染的風險。

  在此之前,國內也有兩項研究關注到微塑料對于生物體腸道的危害。

  2018年浙江大學研究發現,把小鼠暴露于高劑量粒徑0.5微米和50微米的聚苯乙烯微塑料顆粒中5周后,小鼠體重出現下降,誘發了腸道菌群失調,導致肝臟脂質代謝紊亂。

  2019年浙江大學和江西科學院的一項研究把小鼠暴露于粒徑5微米的純品聚苯乙烯和熒光聚苯乙烯微塑料顆粒6周時間,聚苯乙烯微塑料在小鼠腸道內累積并引起了腸道屏障功能障礙(腸道黏液分泌減少和黏液分泌相關基因的轉錄水平、離子轉運蛋白水平顯著下降等)、微生物失調(改變微生物組成)和代謝紊亂(改變小鼠的氨基酸代謝和膽汁酸代謝)。

  以上研究均表明,微塑料越小,進入小鼠體內的數量越多,對其健康的損害越大。盡管對人體還缺少這方面的直接研究,但已足夠引起警惕。

  3.微米級微塑料使結直腸癌細胞遷移

  2008年美國和日本的一項研究發現,在全球范圍內,有267種海洋生物受到了微塑料的影響,這表明微塑料已進入生物鏈和人的食物鏈。2018年,在歐洲消化醫學會腸胃病學學術會議上,有研究人員報告,8位受試者的糞便中發現了微塑料,種類多達9種,這是人體中發現微塑料最早、最直接的證明。

  之后,有研究人員懷疑,微塑料可以促進癌癥轉移,于是他們打算從研究胃腸道癌癥與微塑料的關系作為突破口,畢竟胃腸道已被證實是人體微塑料顆粒的主要聚集和儲存場所。奧地利維也納大學和維也納醫科大學組成的研究團隊在微米級和納米級的塑料研究方面取得了一些進展。

  研究團隊發現,微米級和納米級的塑料在腸道細胞中停留的時間比之前估計的要長得多,原因在于它們會在人體細胞分裂過程中被傳遞給新形成的人體細胞,這就造成了微塑料在人體組織、器官間的傳播。研究人員解釋,溶酶體是細胞的細胞器之一,可以分解細胞內的異物和代謝產物,從而讓細胞保持正常的運轉和活力。但是,微塑料與生物來源的異物不同,它們會像細胞的其他廢物一樣被溶酶體吸收,卻不會被降解。這意味著,不能被降解的微塑料會在細胞中存在很長時間,并可能在細胞分裂過程中傳遞給新形成的細胞。

  研究人員觀察到,小于1微米(納米級)的微塑料顆粒與結直腸癌細胞的遷移有關。納米級微塑料在腸道中出現的頻率是水瓶中的10倍至100倍,且微塑料顆粒越小,危害越大。因此,他們主要研究了聚苯乙烯微納米塑料與4種不同的人類結直腸癌細胞系(HT29、HCT116、SW480和SW620)之間的復雜動力學關系。結果顯示,這些癌細胞系對0.25微米、1微米和10微米的聚苯乙烯微納米塑料更“情有所鐘”,表現為對其攝取較多,其中,HCT116癌細胞的攝取率最高。

  最有力的證據是,在癌細胞分裂過程中,微塑料顆粒分布在母細胞和子細胞之間,并且這些微塑料并未在細胞中消除,而癌細胞短期暴露于0.25微米的微塑料顆粒會顯著增強癌細胞的遷移。要知道,癌細胞是分化極快的細胞,當其分裂增生時,是從1到2再從2到4的幾何級增長。癌細胞更多地攝取微塑料,后者又促進癌細胞分裂,并把微塑料轉移到子細胞中,起到了既促進癌細胞分裂加重病癥,又促進微塑料轉移的雙重作用。

  這些研究結果均表明,微塑料尤其是微米級和納米級的塑料能長期存在于細胞中而不被清除,并在組織和細胞中具有高吸收率,又有可能促進癌細胞的轉移,從而導致癌癥患者病情惡化。

  4.喝白開水或可有效減少微塑料攝入

  雖然微塑料是否真能直接引發人類疾病和對人體健康有多大危害還未得到證實,但可以防患于未然,從源頭上采取措施。研究證實,人們攝入微塑料的主要方式是飲水、進食,以及空氣吸入和皮膚接觸,所以,針對這些途徑采取措施可以有效減少微塑料進入體內。

  統計數據表明,經飲水攝入的微塑料在微塑料總暴露中的占比達到3.3%-42.7%。此前,美國哥倫比亞大學一項研究結果表明,每瓶1升裝的瓶裝水中約含有24萬個微納塑料,如果喝瓶裝水等涼水,每人每周可攝入大約5克微納塑料,相當于一張銀行卡。

  對此,一個簡單的中國生活方式或許能夠化解微納塑料帶來的潛在威脅,那就是喝煮沸后的水。

  今年2月底,廣州醫科大學和暨南大學環境學院的聯合研究團隊在環境科學與生態學類期刊《環境科學與技術快報》上發表了一項研究,證實把水燒開、沉淀水垢后再飲用這樣簡單的方式,能除去大部分微納塑料。

  聯合研究團隊模擬把含有商用熒光單分散聚苯乙烯微球(1微米和0.1微米大小的微塑料)的自來水燒開,以評估水溫、水硬度、微納塑料濃度和性質對微納塑料與水沉積物共沉淀(共沉淀是指一種沉淀從溶液中析出時,引起某些共存的可溶性物質一起沉淀的現象)的影響。結果顯示,只需把水燒開,再簡單過濾,就可能去除84%的微納塑料。

  水燒開后能去除微納塑料的原理與水垢有關。自然水體中的水含有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根、碳酸根和氫氧根,當水燒開時,二氧化碳逸出,導致水中碳酸根、氫氧根的濃度增大,它們能和水中的鈣離子、鎂離子結合,產生碳酸鈣和氫氧化鎂。當水冷卻后,碳酸鈣和氫氧化鎂不斷析出,就形成了水垢,微納塑料也會沉積到水垢中。在燒水過程中隨著溫度的升高(25℃-95℃),水中的微納塑料的去除率從2%逐漸增加到28%,在水燒開時(100℃),該去除率迅速升至84%。同時,微納塑料的濃度從原來的30顆粒/微升(1微升等于1立方毫米)降至4.8顆粒/微升。

  那這些微納塑料去了哪里呢?它們變成了水垢的一部分。水溫不斷升高會加速微納塑料的沉積,水溫達到100℃時,水垢中的微納塑料濃度最高。這表明,微納塑料是與水垢共沉淀而被去除的。研究還發現,水的硬度越大,燒水時去除的微納塑料越多。當水中碳酸鈣濃度為80毫克/升、180毫克/升、300毫克/升時,水燒開時的微納塑料去除率分別為34%、84%和90%。即使是軟水(碳酸鈣濃度<60毫克/升),燒開后也能去除25%以上的微納塑料。

  另外,研究人員根據全球不同地區的水質和人們飲用水的習慣,比較了六大洲共67個地區成人、兒童飲用自來水和白開水攝入的微納塑料劑量,結果顯示,如果每天飲用自來水,要比飲用白開水增加2倍至5倍的微納塑料攝入量。

  科學家建議,由于微塑料主要通過飲食和器具進入人體,一些生活方式也有助于減少微塑料的攝入。比如,平時不食用動物、魚類的內臟;少飲用塑料瓶裝水;家庭中使用過濾裝置處理自來水;不使用塑料容器盛裝油、酒、醋;不用塑料砧板處理生肉類、蔬菜和水果;減少和不重復使用一次性塑料制品等。

  無論如何,微塑料已經進入人類生活環境是事實。確認其對人體的風險、闡明危害機制,以及尋找簡單的應對策略讓更多人盡可能地減少對微塑料的攝入,是科學家正在努力的目標。(張田勘)

【糾錯】 【責任編輯:左梔子】
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