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塑料是日常生活中最常见的人工合成材料之一,它无法被生物降解,即使被回收利用,最终也将分解成微塑料。这些微小的塑料碎片不但在威胁着我们的生态环境,还能通过食物和空气进入人体。如今《自然·食品》的一项研究发现,婴儿可能要面临更大的风险,他们接触到的微塑料数量是成人的数千倍。撰文丨樊亦非

此时此刻,环顾四周,你会发现自己正被各种各样的塑料制品所包围。这些塑料无疑方便了生活,却也带来了隐患:微塑料(microplastics)污染。

根据欧洲化学品管理局和美国国家海洋和大气局的标准,大小不足5毫米的任何种类的塑料碎片都算作微塑料。塑料无法被生物降解,即使被回收利用,最终也将分解成越来越小的碎片,变成微塑料。它们会通过化妆品、服饰和工业生产等许多途径进入自然生态系统之中——包括人体。

每天都在吃微塑料?

海洋成为塑料垃圾回收站已不是什么新鲜事。已有研究表明,微塑料会在海洋生物体内积累,这之中自然也包括很多人爱吃的海鲜,特别是鱼类和贝类。与此同时,微塑料会通过饮食和空气等媒介,直接进入人体的消化系统和呼吸系统。 即便我们肉眼无法看到,它们也正游荡在空气里、潜伏在土壤里、徜徉在大海里、漂浮瓶装水和自来水里......

2018年,PloS ONE上的一项研究调查了来自全球范围内的159种自来水样品、12个牌子的啤酒和12个牌子的海盐,发现有81%的自来水样品含有微塑料,平均每升含5.45个颗粒,而啤酒和盐中的平均颗粒数分别为每升4.05个和每千克212个。研究还表明,平均每人每年从这三个源头会摄入5800多个人为合成颗粒,其中有88%都来自自来水。

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而据《环境科学与技术》上的一篇论文估计,人类每年摄入的微塑料量高达39000至52000颗,如果考虑到呼入的情况,这一估计值将上升为74000至121000颗。而那些爱喝瓶装水的人,每年可能会摄入211000颗微塑料(平均每天约578颗)。按照2000颗微塑料约等于5克塑料来算的话,我们每人每年至少吃掉了100张信用卡重量的塑料。

进入人体的一些微塑料会被排出体外。2018年,维也纳医科大学科学家菲利普·施瓦布(Philipp Schwabl)及其团队,在来自奥地利、俄罗斯、日本等八个国家的人类粪便样本中检测到了9种塑料,每10克粪便中平均含有20颗微塑料。

然而,任何小于150微米的东西,都能穿过肠壁,进入血细胞和器官。至于到底有多少颗粒会被人体吸收而进入淋巴系统、肝脏等其他部位,则还需要进一步研究。

关于微塑料对人体危害的研究也还十分有限,但对动物的研究表明,微塑料的确会威胁健康。《科学报告》上的一项研究指出,微塑料能在小鼠的肠道及其他器官中积累,会使小鼠出现炎症反应,导致脂质和能量代谢紊乱,引发氧化应激反应和神经毒性反应。另一项研究则指出,更小、更易被吸收的纳米塑料(nanoplastics)会降低水生浮游生物的生存率,而且能穿透鱼类体内的血脑屏障,导致其出现行为障碍。

婴儿风险更大

如今令人担忧的是,比起成年人,抱着塑料奶瓶喝奶的小婴儿们所接触到的微塑料要多得多。在近期《自然-食品》杂志上的一项论文中,爱尔兰科学家们研究了使用聚丙烯奶瓶给婴儿喂奶时,婴儿暴露于微塑料的风险,结果发现,婴儿接触到的微塑料数量是成人的千倍。

聚丙烯是一种热塑性塑料,质轻且坚固,又耐高温、强酸和强碱,因而被广泛用于制造容器、服饰和医疗用品等等,是第二大商品塑料,在2019年的全球市场价值高达1260.3亿美元,而含有聚丙烯的奶瓶的全球市场份额则超过80%。

聚丙烯婴儿奶瓶在全球的市场份额分布,其中蓝色、灰色和橙色分别代表只有奶瓶瓶身、只有奶瓶附件和整个奶瓶由聚丙烯制成,白色代表未使用聚丙烯。大陆地区和香港地区使用了独立的数据。图片来源:Dunzhu Li et al. 2020

塑料对温度十分敏感,塑料聚合物会与水相互作用,其结果就是会导致微塑料出现,而高温和晃动奶瓶都会增加微塑料的含量。在给奶瓶灭菌或将其暴露于热水中等的过程中,高温会显著增加微塑料的释放量。

三种聚丙烯奶瓶(P1、P2和P3)在25℃、40℃、70℃和95℃水温下释放出的微塑料颗粒数,虚线表示非线性拟合的曲线。图片来源:Dunzhu Li et al. 2020

在日常配方奶制备模拟实验中,研究者向三种聚丙烯奶瓶中分别装满不同温度的水,摇晃60秒,待其冷却后将水倒滤出,通过拉曼光谱和原子力显微镜测量整个过程中的微塑料释放量。结果发现,装入室温25℃水的一号奶瓶中,微塑料的释放量为每升60万颗,当水温升高至70℃(WHO给出的婴儿配方奶粉推荐温度),释放的微塑料数增至每升800万颗,而在95℃的水温中,这一数字飙升至5500万。微塑料释放量与水温之间的指数增长关系,在三种奶瓶中均存在。此外,WHO推荐的100℃灭菌过程则会使几种奶瓶的微塑料释放量增加35~84%。

在为期21天的实验中,三种聚丙烯奶瓶释放出的微塑料颗粒数会周期性波动。图片来源:Dunzhu Li et al. 2020

与此同时,奶瓶还释放出了数万亿个不足1微米大小的纳米塑料,它们数量实在是太多了,以至于研究人员最终放弃了计数。连续使用21天后,塑料瓶还会继续释放出微塑料,而在这21天中,微塑料的释放量会呈现周期性的波动。

研究者还利用全球48个地区(这些地区的人口数占全球总人口的四分之三)的奶瓶喂养率和婴儿对奶的摄入量数据,估计了当地婴儿在被奶瓶喂食时,暴露于微塑料的程度。结果表明,各个地区的婴儿在生命最初的12个月内,平均每天会接触到14600至455万颗微塑料,其平均水平大致相当于成年人每天从水、食物和空气中所摄入微塑料总量的2600倍。

其中,美国、澳大利亚和欧洲的奶瓶喂养率更高,因此当地婴儿接触到的微塑料最多,日均接触量超过200万颗。在我国大陆地区,超过60%的家长都会选择母乳喂养,因此婴儿暴露于微塑料的平均水平较低,日均接触量小于1万颗。

全球婴儿在0~12个月时,因使用十种聚丙烯奶瓶,日均接触的微塑料数量的分布。研究中,台湾地区数据缺失。图片来源:Dunzhu Li et al. 2020

目前还没有足够的信息来判断微塑料对婴儿健康的潜在威胁。但这篇论文的作者之一、都柏林三一学院的化学家约翰·博兰德(John Boland)认为,面对这令人震惊事实,家长们再怎么警惕也不为过。毕竟,“只怕万一”。

那么,有没有什么方法来减少婴儿的暴露风险呢?博兰德建议,家长在常规制备婴儿奶过程中,可以通过额外的清洗步骤来减少微塑料的产生。比如,用在非塑料容器中烧开后再晾凉的水,把灭过菌的奶瓶清洗3遍后再使用;在非塑料容器中制备配方,晾凉后再灌入干净的奶瓶。家长还要特别注意,不要用微波炉来加热配方奶。当然,怕麻烦的家长也可以转而选择玻璃奶瓶,只不过它们会更沉、更易碎。生产商也可以开发更结实的涂层,来防止奶瓶内壁的塑料脱落。

施瓦布认为,我们不必为摄入的微塑料感到惊慌。他在日常生活中会避免使用塑料容器,但并非因为害怕自己吃进塑料,而是认为这样做或许会减少塑料垃圾。我们也不可能一夜之间就把塑料打入冷宫,解决塑料污染问题无法一蹴而就。改变需要时间,而由淀粉混合物等制成的生物可降解塑料,或许在未来能成为一种替代塑料的方案。

原始论文:

Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation

https://www.nature.com/articles/s43016-020-00171-y

参考资料:

https://en.wikipedia.org/wiki/Microplastics#cite_note-auto-90

https://www.npr.org/sections/goatsandsoda/2020/10/19/925525183/study-plastic-baby-bottles-shed-microplastics-when-heated-should-you-be-worried

https://www.theguardian.com/environment/2020/oct/19/bottle-fed-babies-swallow-millions-microplastics-day-study

https://www.npr.org/sections/thesalt/2018/10/22/659568662/microplastics-are-turning-up-everywhere-even-in-human-excrement

这样喂奶,婴儿一次或喝下数百万颗微塑料:是否有害尚不明确

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