塑料制品给人们带来了极大的便利，但大量难以回收的废弃塑料也对环境造成了严重污染。越来越多的研究发现，“白色污染”正在以新的形式——微塑料，威胁着生态和环境安全，并会给人体健康带来危害。

微塑料体积小，容易被水生生物摄入，导致微生物群失调、炎症、肠道损伤、能量代谢紊乱和发展停滞等症状。而且，微塑料具有极强的吸附性，还可以吸附某些污染物如重金属和有机污染物形成复合污染，并作为潜在病原微生物的载体，对公众健康和水生生态系统构成威胁。

微塑料存在于我们日常生活的方方面面。如果淡水河流和湖泊被微塑料污染后，传统的水处理工艺无法完全去除水中的微塑料，那么微塑料就有可能通过自来水接触到人类生活。

我们使用的个人护理和化妆品中释放的微塑料也会接触皮肤，小于100纳米的微塑料能够穿透组织屏障和皮肤。我们甚至可以通过饮料直接摄入微塑料，特别是塑料茶包泡的茶、瓶装水、啤酒和白葡萄酒等都会释放大量的微塑料。具体来说，一个塑料茶包在冲泡温度下会释放出大约116亿个微塑料，一系列瓶盖的开合动作会导致63,400-1,225,500个高密度聚乙烯（HDPE）颗粒从内盖表面释放出来。

日常塑料用品也会释放大量的微塑料。一个电热塑料水壶在使用过程中每升会释放出400-2900万个微塑料，婴儿奶瓶在冲泡配方奶粉时每升可释放出100-1600万个微塑料，以此计算，每个婴儿每天平均摄入150万个微塑料。随着COVID-19大流行病在全球范围内的爆发和蔓延，佩戴一次性口罩也成为人们摄入微塑料的一个潜在途径。已经有研究证实，微塑料可以进入人体，甚至胎盘、胎儿的肝脏、肺、心脏、肾脏和大脑，这些进入人体的微塑料对健康构成了巨大的挑战。

塑料杯是咖啡、奶茶、果汁等各种饮料的容器，随着外卖行业的逐渐普及，在日常生活中尤其在外卖中使用的频率越来越高。由于塑料杯的成分和热可塑性特点，微塑料可能会从杯壁释放出来，其间微塑料的丰度和尺寸分布取决于杯子的使用时间、材料特性、生产和运输过程。

该研究团队选取了三种常用的塑料杯：PP杯、PET杯和PE杯，来研究其在饮料中的微塑料污染情况，并系统地分析了塑料杯在不同时间、摇晃程度和温度下释放的微塑料的丰度和特征。另外，还根据微塑料丰度和饮用频率评估了人们使用塑料杯可能摄入微塑料的情况。

PP杯采用注塑工艺制造，基本成分为聚丙烯；PET杯采用吹塑工艺制造，基本成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯；PE杯是在纸杯的内表面喷涂PE膜而成，其基本成分是木浆纸和聚乙烯薄膜。实验使用的每个杯子的容积为500毫升，形状为圆柱形，如图1所示。

图 1. 三种类型的塑料杯及其使用场景 (a) 咖啡店；(b) 快餐店；(c) 电影院；(d) PE 杯；(e) PP杯；(f) PET 杯。

探索微塑料从塑料杯中的释放特性（模拟静止状态下的微塑料释放情况）

研究团队分析了不同类型的塑料杯在使用过程中的微塑料释放情况以及水的不同停留时间对微塑料释放的影响，对收集到的微塑料进行了分析和比较。如下图2所示，三种类型的塑料杯分别经过暴露5分钟和30分钟后，每杯（水样为400ml）释放的微塑料丰度分别达到723-1489和1211-1717个颗粒（即每升1,808-3,723和3,028-4293个颗粒）。在空白样品中也检测到少量的微塑料，这可能来自于大气中的微塑料污染。不同类型的塑料杯显示出不同程度的微塑料释放，这可能是由于塑料杯在制造和运输过程中的不同程度的磨损造成的。

图2

在三种类型的杯子中，PP杯的微塑料释放量最高，这与同类型的外卖食品容器研究一致，这表明基于PP的产品可能带来更高的微塑料释放风险。PP是食品制备中使用最广泛的塑料，它占所有非纤维塑料年产量的20%左右，对日常生活有巨大影响。有学者估计，一个婴儿喂养的PP奶瓶每升释放1,310,000-16,200,000个颗粒。一次性口罩释放的大多数微塑料是PP纤维。此外，PP微塑料也是在人类粪便中检测到的最大比例的微塑料。这些发现与本研究的结论一致，表明PP基产品具有较高的微塑料释放风险，需要加以重视。等离子体处理、功能化和表面涂层是减少或防止PP基产品微塑料排放的潜在方法。

当暴露时间从5分钟增加到30分钟时，所有三种类型的塑料杯释放的微塑料的丰度都增加了，这意味着如果使用塑料杯喝水的时间更长，可能有更多的微塑料被人类摄入。时间对微塑料的尺寸分布没有明显影响，小粒径的微塑料所占比例最大（图3b）。随着暴露时间从5分钟增加到30分钟，>50微米的微塑料比例下降，这可能是由于在此期间释放了更多<50微米的微塑料，而<50微米的微塑料比例的增加导致>50微米的微塑料比例的下降。以前的研究表明，一旦微塑料被摄入，其停留时间和细胞摄取的可能性受到颗粒大小的极大影响。微塑料的细胞摄取量对于尺寸较小的颗粒来说比较高。此外，空气和饮料中的小型微塑料可能导致人类在饮用时面临呼吸道和消化道的双重暴露。

图 3. 三种塑料杯在静止暴露期间释放的微塑料的丰度 (a) 和大小分布 (b)

模拟和分析外卖和冷热饮品条件下释放的微塑料

随着外卖行业的快速发展，越来越多的饮料通过外卖平台购买，大量的商家选择塑料杯作为饮料容器。在外卖运输过程中，由于饮料的晃动和碰撞，塑料杯会受到各种剪切应力的影响，而剪切应力可能会影响微塑料的释放 [注：剪切应力指物体由于外因（载荷、温度变化等）而变形时，在它内部任一截面（剪切面）的两方出现的相互作用力]。

研究团队在不同的振荡速度下进行了实验，以模拟外卖配送过程中塑料杯中释放的微塑料。如图4所示，当三种类型的塑料杯以120rpm的每分钟转速振荡时，PP杯、PET杯和PE杯在5分钟内释放的微塑料丰度分别为1,612±216、1,161±393和1,482±408颗粒/杯，均高于不振荡的情况，说明振荡可以增加微塑料的释放。其中，在模拟外卖运输的情况下，5分钟内从PET杯中释放的微塑料数量增加更明显。在水、管道或排水管的液体流动条件下实现的剪切应力力有利于大型塑料的破碎，并形成微塑料。在模拟外卖运输过程中，释放的微塑料的增加很可能是由水和杯子内壁在摇晃过程中产生的剪切应力造成的。与没有剧烈摇晃的系统一致，实验时间的延长增加了释放的微塑料的丰度，其中三个塑料杯在30分钟时每杯释放了1,497-1,749个颗粒，表明振荡程度越高、时间越长，微塑料释放的风险越高，对人类健康的风险也更高。

图4. 三种类型的塑料杯在不同水力条件下释放的微塑料特征。(a) 释放的微塑料的丰度。(b) 释放的微塑料的大小分布。

释放的微塑料尺寸主要在<50 µm范围内，但剧烈晃动后小尺寸的微塑料所占比例增加（图4b）。这些小尺寸的微塑料可能是通过三种途径产生的。第一个途径是，这些微塑料来自制造和运输过程中附着在杯壁上的松散微塑料，在水力冲击下释放到水中。第二个来源是塑料壁在水力冲击下被剪切应力击碎时形成的微塑料。此外，小尺寸的微塑料也可能来自于较大尺寸的微塑料的破碎，这可能是由水的剪切应力引起的。微塑料在摇晃过程中受到不同的剪切应力，这通过提供额外的能量增强了微塑料的破碎程度。

总之，强烈的水力条件增加了释放的微塑料的丰度和人类在外卖运送过程中接触微塑料的风险，需要开发更多的环保和无害的外卖容器，以减少未来人类食用微塑料的风险。

除此之外，为了模拟人类饮用冷饮和热饮时摄入微塑料的差异，研究团队还进行不同水温对塑料杯中微塑料释放影响的实验。选择5℃和60℃作为实验温度，分别模拟了冷饮和热饮的温度。在5℃时，三种类型的塑料杯释放的微塑料丰度为1,346至1,679颗粒/杯，与室温下的丰度相似。在60℃时，释放的微塑料丰度增加了13.5%-67.5%，达到1,905-2,204粒/杯（图5）。对于PP和PE杯来说，60℃时释放的微塑料数量与5℃时差别不大。以前的研究表明，像PP这样的标准塑料不耐高温，在高温处理下往往会释放出微塑料和纳米塑料。在这项研究中，在60℃的水温下，PP和PE杯中释放的微塑料没有大幅增加，这可能是由于水温不足以加速塑料降解和微塑料的释放。

然而，PET杯在60℃时释放的微塑料数量远远高于5℃时的数量，这可能是由于PET塑料在热水中的变形造成的。除了用塑料杯喝热饮时释放微塑料的风险外，可能还有有机锡和邻苯二甲酸二丁酯等添加剂的附带风险。谷氨酸、盐度和溶解的有机物可以促进塑料中添加剂的释放。同时摄入添加剂和微塑料可能会加重毒性，对食品安全构成更大挑战。在5℃和60℃的温度下，小于50微米的小微塑料都占主导地位。PE杯在60℃时释放的小于10微米的微塑料比例高于5℃时，这可能是由于小尺寸的微塑料在高温下更容易脱落。

图5. 三种类型的塑料杯在不同温度下释放的微塑料特征。(a) 释放的微塑料的丰度。(b) 释放的微塑料的尺寸分布。

清洗对塑料杯释放的微塑料的影响

考虑到人类通过饮用而摄入微塑料的风险，研究团队通过实验评估清洗塑料杯是否会减少微塑料的释放。如图6所示，与未加工的塑料杯相比，清洗后的塑料杯释放的微塑料有效减少。清洗后，PET、PE和PP杯中释放的微塑料数量分别减少了50.2 %、36.4 %和35.9 %。洗涤后释放的微塑料主要在<50微米的范围内变化。三种类型的塑料杯在水洗后释放的尺寸小于10微米的微塑料比例低于不水洗的情况，这可能是由于在水洗过程中，大量的小尺寸微塑料被洗掉了。

PP、PET和PE因其良好的可回收性能而被普遍用于循环使用。因此，清洗和去污过程是塑料回收的必要步骤，应考虑这些过程中释放的微塑料对环境的影响。在使用前清洗塑料杯可以在一定程度上减少释放的微塑料数量，这可以被视为减少饮料中微塑料污染的策略。

图6. 三种类型的塑料杯在清洗和不清洗时释放的微塑料的丰度（a）和尺寸分布（b）

估计人类对微塑料的摄入量

现制饮料行业的市场规模和用户数量正在迅速发展。塑料杯经常被用作这些饮料的容器，带来了接触微塑料的风险。根据饮料企业的调查，每4-5天买一次饮料的人数是最多的。根据计算结果，研究团队提出，如果人们每4-5天使用一个塑料杯，每年可能在不知不觉中摄入37,613-89,294个微塑料。

事实上，饮料的外卖数量正在迅速增加，2018年中国的外卖客户数量达到3.58亿人。模拟数据表明，如果每4-5天购买一次外卖饮料，每年会摄入60,355-90,934个微塑料。也就是说，实际的数据仍然被低估了。除了微塑料风险外，使用塑料杯喝饮料的过程还涉及添加剂释放的额外风险。这些间接摄入途径使接触微塑料的评估变得复杂。

综上研究表明，避免饮用塑料杯可能会有效减少对微塑料的接触。但并没有从根本上解决微塑料在人类生活中日益普遍的事实。这意味着，考虑到微塑料的潜在健康危害，我们需要认真对待因使用塑料杯装饮料而导致的微塑料污染和健康问题，减少一次性塑料杯的使用，践行环保理念。

来源: 摆脱塑缚