是“吃塑”，不是吃素！
海洋里的微塑料会被海洋生物吸收，你大快朵颐着美味海鲜的同时，把微塑料也一起“吃”了下去。地面上的微塑料可能进入大气中，也可能渗入地层，迁移到地下水和地表水中，所以微塑料也会被人“喝”进体内。
除了“吃喝”以外，你还会从空气中“吸入”塑料！
我们来看一个人类活动对环境影响很小的地方——加拿大的纽芬兰岛。这里人口密度极低（1.4人/平方千米），工业发展十分有限。2021年9月11日，飓风拉里在纽芬兰岛登陆。研究者在9月9日至12日这个时间段里检测微塑料的数量。在飓风经过采样点之前或之后，每天每平方米的微塑料颗粒数量在700～3000粒之间；而在飓风拉里经过采样区域时，每天每平方米落下的微塑料颗粒数量多达113569（±29215）粒。而实际数量可能比这个数据还要高，因为该研究无法统计直径小于1.2微米的微塑料颗粒。
“微塑料”这个术语出现在20年前，是英国普利茅斯大学海洋科学家理查德·汤普森（Richard Thompson）提出的。2004年，他在英国海滩发现了很多大米粒大小的塑料碎屑，这些碎屑被他称之为“微塑料”。直径1～5毫米的塑料颗粒叫微塑料，1微米以下的纳米级塑料微粒叫纳米塑料。这两种塑料微粒的特性比较相似，常被合称为纳微塑料（nano/microplastics, NMPs）。微塑料是由塑料产品在环境中分解时形成的物质。任何塑料制品的使用、生产、丢弃过程都可能产生微塑料。
微塑料的来源：环境中不可逆塑料污染的风化过程（图片来源：《科学》文章《塑料污染对全球的威胁》）
海洋微塑料除了被海洋生物吸收、沉入海底或是被洋流冲上海滩外，还能通过海洋中气泡的破裂或海浪的作用进入海洋上空的大气中。这些微塑料的尺寸和密度较小，就会被大气带到很远的地方，其中一部分就可能被带回陆地。
微塑料颗粒在地面、地下水和地表水、大气、海洋和生态系统等环节流动，已经形成了一种新的生物地球化学循环——微塑料循环。
全球微塑料循环（图片来源：《科学》文章《全球塑料污染之旅》）
临床研究的证据表明，塑料可以通过摄入、吸入和皮肤吸收进入人体，并在包括胎盘在内的器官中积累。2020年，美国化学学会报告称，已经在人类的肺、肝脏、脾脏、脂肪组织和肾脏中检测到了微塑料。
人体接触的微塑料和纳米塑料颗粒（图片来源：联合国环境规划署报告《从污染到解决：全球海洋垃圾和塑料污染评估》）
室内和室外的空气中，含有不同数量的微塑料。各种食物里也含有不同数量的微塑料。微塑料中含有不同程度的有毒添加剂，接触这些添加剂的方式和途径也涉及生活的方方面面。
据估算，我们平均每周摄入大约5g塑料——相当于一张银行卡。
人体接触的塑料颗粒和相关化学品 图片来源：联合国环境规划署报告《从污染到解决：全球海洋垃圾和塑料污染评估》
微塑料和纳米塑料可能对人类健康构成风险。
2024年3月，权威期刊《新英格兰医学杂志》发表了一项研究，首次证实微塑料和纳米塑料与人类疾病死亡风险之间存在一定的联系。科学家们对257名完成了颈动脉内膜切除术的患者进行了解剖学角度的观察，在堵塞了患者颈部血管而被切除的斑块中，找到了微塑料的踪影。而且斑块里的塑料微粒越多，患者最后的情况就往往越差。
研究对这些患者在手术后进行了平均 34个月的随访。结果显示，斑块中发现了微塑料颗粒的150名患者中，有30名（20%）发生了心脏病、中风或全因死亡。而在107名未检测到塑料的患者中，仅有8名（7.5%）遭遇了类似的结果。
电子显微镜下的斑块和微塑料颗粒（图片来源：《新英格兰医学杂志》文章《动脉粥样硬化和心血管疾病中的微塑料和纳米塑料》）
2024年4月22日是第55个世界地球日（The World Earth Day） 。今年世界地球日的主题为“全球战塑”（Planet vs. Plastics），旨在呼吁人们广泛关注塑料带来的健康风险，迅速淘汰所有一次性塑料，紧急推动制定强有力的全球塑料污染条约，要求结束“快时尚”，为子孙后代留下一个没有塑料的星球！为推动建设美丽中国，共同构建人与自然和谐共生的地球家园，我国在今年世界地球日开展以“珍爱地球 人与自然和谐共生”为主题的活动。
2024年世界地球日海报（图片来源：世界地球日官方网站）
中国是全球塑料生产、消费和进出口贸易最活跃的经济体。全国初级形态塑料生产在1950-2010年期间总体呈指数增长态势，自2010年显著脱离指数增长轨迹，减速增长。2020年，中国初级形态塑料年产量首次突破亿吨，占全球总产量的28%，表现消费量1.3亿吨，进口4063万吨，进口依存度为25.5%，较2015年水平（30.4%）下降了近5 个百分点。
1950-2025年中国初级形态塑料生产（图片来源：北京大学能源研究院报告《中国塑料行业绿色低碳发展研究报告》）
我国已经明确，严格禁止生产超薄农用地膜、含塑料微珠日化产品等危害环境和人体健康的产品，鼓励公众减少使用一次性塑料制品。加强塑料垃圾分类回收和再生利用，加快生活垃圾焚烧处理设施建设，减少塑料垃圾填埋量。
科学战塑，方法很多。下面是中国科学院青岛生物能源与过程研究所在增塑剂、塑料降解和纸浆泡沫材料方面的几个最新进展。
聚氯乙烯（PVC）是世界五大通用塑料之一，增塑剂是PVC塑料加工领域的核心改性剂，全球年消费量近千万吨。目前应用最广泛的是石油基邻苯类增塑剂，因为有健康危害而被逐步限制使用；改良型石油基增塑剂难以适应不断提高的性能需求；现有环保型生物基增塑剂的增塑性能或生产成本仍缺乏竞争力。研究人员采用生物合成与化学催化整合的策略，开发了一种基于反式乌头酸的新一代增塑性能优异、安全环保的生物基增塑剂，将有望部分取代传统的石油基邻苯类增塑剂，服务人类健康与自然环境。
新型生物基增塑剂反式乌头酸酯的绿色生物制造（图片来源：《绿碳》文章《生物合成与化学催化的整合：生物基增塑剂反式乌头酸酯》）
塑料作为一种高分子材料，是由成千上万个单体聚合而成的聚合物链。化学降解是指通过化学手段将这些聚合物链打断或者重新组合，从而解聚为聚合初始单体或者转化为其他具有高价值的化学品与大分子。研究人员采用选择性的、顺序的和“一锅法”的解聚策略，实现商业塑料和混合塑料化学回收。回收获得的单体可以重新聚合制备新的塑料材料，从而实现塑料循环利用。
废旧塑料的化学降解（图片来源：《美国化学会-可持续化学与工程》文章《用于商业塑料和混合塑料化学回收的选择性的、顺序的和“一锅法”的解聚策略》）
我国化石原料基泡沫塑料的市场规模巨大，但这些泡沫塑料不可降解，已造成了严重的“白色污染”。利用可再生、可生物降解的纤维素制备多孔材料在包装、建筑、医疗卫生和化工等领域具有广泛的应用前景。研究人员采用硼离子交联策略，并结合壳聚糖和少量阳离子聚丙烯酰胺的协同，开发出一种高强、耐火、抗菌的纸浆泡沫。
一种高强、耐火、抗菌的纸浆泡沫新材料（图片来源：《碳水化合物聚合物》文章《通过掺入壳聚糖和阳离子聚丙烯酰胺开发出一种高强、耐火、抗菌的纸浆泡沫》）
我们知道，塑料降解通常需要数百年甚至数千年，这使得摄入的微塑料在体内累积的风险。为了避免人类的五脏六腑变成“塑料制品”，最简单的办法就是少“吃塑”。
（1）水烧开再喝，微塑料减少80%。
水垢带走微塑料的过程示意图（图片来源：《环境科学与技术》文章《饮用煮沸的自来水可减少人体对纳米塑料和微塑料的摄入》）
（2）少用塑料容器和纸杯加热食物、装热食。
（3）尽量少吃海产品的内脏。
参考文献：
1. 环球科学微信公众号：飓风来袭，每天在每平方米地面撒下超过10万颗微塑料
2. 《科学》：塑料污染对全球的威胁（The global threat from plastic pollution）
3. 《科学》：全球塑料污染之旅（The global odyssey of plastic pollution）
4. 联合国环境规划署：《从污染到解决：全球海洋垃圾和塑料污染评估》（From Pollution to Solution: A global assessment of marine litter and plastic pollution）
5.《自然》：塑料污染：一项全球条约可以解决的三个问题（Plastic pollution: Three problems that a global treaty could solve）
6. 《自然》：世界珊瑚礁的塑料污染（Plastic pollution on the world’s coral reefs）
7. 《自然》：大规模合作揭示全球塑料污染程度（Large-scale collaborations uncover global extent of plastic pollution）
8 《自然综述：地球与环境》：优先考虑塑料污染（Prioritizing plastic pollution）
9. 《新英格兰医学杂志》：动脉粥样硬化和心血管疾病中的微塑料和纳米塑料（Microplastics and Nanoplastics in Atheromas and Cardiovascular Events）
10. 世界地球日网站：April 22，Earth Day 2024
11. 《绿碳》（Green Carbon）：迈向更环保的聚合物：德国化学工业的趋势（Towards greener polymers: trends in the German chemical industry）
12. 经济合作与发展组织：全球塑料展望：经济驱动因素、环境影响和政策选择
13. 世界自然基金会：规范管理高风险塑料产品——消除、减少、循环和安全管理高风险塑料制品的全球措施（Regulating high-risk plastic products: Global measures to eliminate, reduce, circulate and safely manage high-risk plastic products）
14. 世界自然基金会：分解高风险塑料产品——评估塑料制品的污染风险和消除可行性（Breaking down high-risk plastic products: assessing pollution risk and elimination feasibility of plastic products）
15. 联合国网站：打击塑料污染的历史性时刻：各国承诺制定具有法律约束力的协议
16. 世界经济论坛网站：多年呼吁后塑料垃圾仍未减少 新的全球塑料污染条约将面临什么难题？
17. 联合国环境规划署：切断根源——全世界如何终结塑料污染，创造循环经济（Turning off the Tap: How the world can end plastic pollution and create a circular economy）
18. 北京大学能源研究院：中国塑料行业绿色低碳发展研究报告
19. 国家发展改革委、生态环境部：“十四五”塑料污染治理行动方案
20. 国家发展改革委：“十四五”循环经济发展规划
21. 国家发展改革委、生态环境部：关于进一步加强塑料污染治理的意见
22. 美国能源部：塑料创新战略（Strategy for Plastics Innovation）
23. 美国环境保护署：防止塑料污染国家战略草案（Draft National Strategy to Prevent Plastic Pollution）
24. 《绿碳》（Green Carbon）：生物合成与化学催化的整合：生物基增塑剂反式乌头酸酯（Integration of Biological Synthesis & Chemical Catalysis: Bio-based Plasticizer trans-Aconitates）
25. 《美国化学会-可持续化学与工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）：用于商业塑料和混合塑料化学回收的选择性连续“一锅法”解聚策略（Selective, Sequential, and “One-Pot” Depolymerization Strategies for Chemical Recycling of Commercial Plastics and Mixed Plastics）
26. 《碳水化合物聚合物》（Carbohydrate Polymers）：通过掺入壳聚糖和阳离子聚丙烯酰胺开发出一种高强、耐火、抗菌的纸浆泡沫（A pulp foam with highly improved physical strength, fire-resistance and antibiosis by incorporation of chitosan and CPAM）
27. 《环境科学与技术》：饮用煮沸的自来水可减少人体对纳米塑料和微塑料的摄入（Drinking Boiled Tap Water Reduces Human Intake of Nanoplastics and Microplastics）
28. 经济合作与发展组织：全球塑料展望：到2060年的政策情景（Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2060）
29. 麦肯锡咨询公司：塑料对气候的影响（Climate impact of plastics）
30. 世界银行：人与塑料：非正规废物处理工人在解决海洋塑料污染方面的概况、脆弱性和作用（People and Plastics: The profile, vulnerabilities, and role of informal waste workers in addressing marine plastics pollution）
31. 科学辟谣微信公众号：刨根｜微塑料真有“入脑嚼髓”那么可怕？真相也许与你想象的相差甚远
32. 丁香医生微信公众号：人体多器官发现微塑料，胎盘里都有！如何减少危害？
33. 美国化学会：人体组织中微塑料、纳米塑料和塑料单体的检测和报告方法（Methods for microplastics, nanoplastics and plastic monomer detection and reporting in human tissues）
34. 中科院之声微信公众号：特洛伊木马——微塑料的危害及粒径效应
作者：辛洪川 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 副研究员 青岛市“蒲公英”科普名家
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