全球每年生产的塑料超过3亿吨,其中约有10%的塑料会进入海洋。那些尺寸小于5毫米的塑料碎片就是微塑料,它们的化学性质较为稳定、难以降解,可以在海里存在数百甚至数千年。
据《新科学家》报道,英国普利茅斯大学的研究团队在珠峰不同采集点收集了8个900毫升的溪水样本和11300毫升的降雪样本。他们在所有样本中,均检出了微塑料。
样本采集的地点中海拔最高的是8440米,该样本中每升雪有12种微塑料。这是迄今为止发现的‘最高’的微塑料。
微塑料已经侵入地球每一个角落,包括人体
我们必须承认一个很无奈的事实,那就是在地球的每一个角落,都发现了微塑料的痕迹,前不久,科学家在全球目前已知最深的海沟——太平洋马里亚纳海沟(Mariana·Trench)的海域中发现了一个全新物种。经研究过后,竟在其体内发现了塑料微粒,这也意味着微塑料已经侵入地球最深处,科学家因此将这种生物命名为塑料钩虾(Eurythenes plasticus)。
包括人迹罕至的南极,也发现了微塑料,在2016年的时候,“向阳红01”船行驶到鲍威尔海盆,科考队员通过船载泵,取得500升表层海水,浓缩形成下面这张滤膜。科研人员通过显微镜观测滤膜后发现,滤膜上有五六个小于0.3毫米的微塑料,其中比较明显的是图中滤膜中央的蓝色纤维细线,密度略高于大洋平均水平。
甚至连南极乔治王岛这样远离人类活动的中心的南极地区,都发现了微塑料的痕迹,科学家在在乔治王岛上的一种名为Cryptopygus antarcticus的微小生物体内检测到了微塑料碎片。这一结果证实,微塑料已经到达地球上最偏远的这片区域,并正在成为土壤食物网的一部分。
从海洋到陆地、赤道到两极,无论土壤、水系、空气,或鱼类、贝类等食物和饮用水,都有微塑料被检出。
更为可怕的是,微塑料也开始进入到人类体内,一项研究显示,研究人员在经过包装的海盐、啤酒、瓶装水和自来水中发现微塑料和微纤维。因此,几乎可以肯定的是,人类一直在摄入微塑料。在灌注饮料的过程中,微塑料会渗进饮料;大气中的微纤维也会落到自来水储水池。
在欧洲肠胃病学会上,研究人员报告称,首次在人体粪便中检测到多达9种微塑料,它们的直径在50到500微米之间,人的头发直径为17-181微米,这些微塑料比人的头发直径还大。这直接为微塑料侵入人体提供了最为直接的证据。
微塑料对人类造成的影响
针对微塑料这一新兴环境事物,分布范围到底有多广?对人体影响究竟有多大?目前相关研究和数据极其有限。
塑料在生产过程中为增加和改变塑料的功能,会增添一些化学成分,如塑化剂(增塑剂)、抗氧化剂、染料等。以塑化剂而言,最常见的是邻苯二甲酸二酯,释放到环境后便成为环境雌激素中的酞酸酯类,当海洋生物或人类摄入并累积到一定的数量后,就会以假激素的形式向身体传递模拟或虚假的化学讯号,从而干扰内分泌功能,影响生殖和发育,造成畸胎甚至致癌。
除此之外,微塑料因粒径小、比表面积大,会吸附大量的重金属和有机污染物,多个国家的研究人员曾对当地海洋中吸附在微塑料表面的有机污染物进行分析,发现有些地区的1克微塑料中含有持久性有机污染物(POPs)可高达24000纳克。持久性有机污染物对生物来说是一大类有害物质,具有高毒、持久、生物积累性、亲脂性和疏水性等特点,在低浓度时也会对生物体造成伤害。
这些吸附了重金属和有机污染物的塑料微粒被浮游动物、底栖动物、鱼类摄食后,随着食物链传递到更高的营养层级,进而影响到其他各类海洋生物,通过生物富集等途径从而大量聚集人类体内。
生物学家马克布朗做过一个实验,把蓝蚌放进水槽,再放入涂有发光材料、比人类血细胞更小的微塑料,在蓝蚌摄入这些微塑料之后,再把它们放进干净的水中。6周之后,他把这些蓝蚌打捞起来,发现微粒仍然在它们体内。这也意味着微塑料可能有部分会随着粪便排出,有部分将一直留在人体。
蓝蚌体内的微塑料
直径小于20微米的这些微粒会从内脏转移到血液循环系统和其他器官,甚至有可能通过单细胞上皮层内的松散联接机械捏合进入下层组织。树突细胞可以吞噬塑料颗粒,将其运输至下方的淋巴管和静脉,从而进入大脑。造成无法预估的影响。
总结
塑料自从发明之后,极大地便利了我们的生活,但是随着人类的滥用,它也可以反作用于人类,开展海洋微塑料研究,查明微塑料污染对海洋生态系统健康危害机制,全面认识微塑料在海洋中的污染现状,将有助于帮助人类寻找到一条切实可行的管控防治之道。
或者,限制此类产品的使用并开发相关的替代品,将有效限制微塑料污染。在这个过程中,人类并不是在保护自然,而是在保护自己。
参考资料:
《环境中的微塑料及其对人体健康的影响》张思梦
《Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation》
《Detection of Various Microplastics in Human Stool》
科学家首次在人类血液中发现微塑料,这一发现有哪些科学意义?
“不管你测或不测,微塑料颗粒一直就在那里,只增不减。 ”似乎无计可施。 而且在人体内低剂量的微塑料仍然在安全范围内,因此脱离剂量无法谈毒性,微塑料对人类的健康影响仍在研究中,很多体外实验已经证明微塑料对细胞的损伤。 2004年,《科学》杂志上发表关于海洋塑料碎片论文,提出了“微塑料”的概念。 2017年,在伯利兹海岸附近的特内菲环礁,四分之三的水下海草上附着着微塑料纤维、碎片和珠子。 首次在水生维管束植物上发现微塑料,是世界上第二次在海洋植物上发现微塑料。 2018年在人类粪便中发现了塑料颗粒,每10g粪便中含有约20颗微塑料颗粒。 2019年,欧洲首次在两栖动物欧洲蝾螈(Triturus carnifex)的胃内容物中发现微塑料。 证明高海拔环境中出现塑料问题。 2020年,亚利桑那州立大学研究了来自人体肺、肝、肾等器官的47个人体组织样本,在所有47个相关组织样本中发现了微塑料。 2021年在人类胎盘中发现了微塑料颗粒,同年发现摄入微塑料颗粒的怀孕老鼠胎儿的肝、肺、心脏、肾中检测出微塑料颗粒。 2022年在人类血液中检测到微塑料颗粒,这意味着微塑料可以随着血液进入人体循环。 那么微塑料很有可能通过血脑屏障进入大脑,造成脑损伤。 微塑料的来源微塑料是指直径0.1μm–5 mm直径的塑料颗粒(MP),纳米塑料是指直径<0.1μm的塑料颗粒(NP)。 微塑料/纳米塑料的来源分为两种;一种是人类产生的塑料废品(每年约有800万吨塑料废品进入海洋,26.9万吨塑料漂浮在海洋表面)通过微生物降解、长时间的紫外线照射或物理磨损,塑料会碎裂成微塑料或纳米塑料。 另一种是MP/NP是空气喷射技术、清洁剂、化妆品、药物输送配方、涂料和牙膏的生产原料。 塑料微珠在个人护理及化妆品产品中常常作为填充剂、成膜剂、增稠剂及悬浮剂等应用于磨砂膏、洁面乳、沐浴露、牙膏、防晒霜、眼影、腮红、粉底液等产品中,添加量约为1%-90%。 生产材料包括粒聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯等。 2021年9月1日,针对日化用品中塑料微粒检测的国家标准GB/绝清尘T -2021《化妆品中塑料微珠的测定》正式实施,《化妆品中塑料微珠的测定》采用傅里叶变换红外光谱法对产品中的塑料为主进行定性检测。 塑料微珠检测标准的实施为实现2022年底禁止销售含塑料微珠的日化产品的目标提供了有力保障。 人类摄入微塑料的来源人类摄入微塑料的来源主要是通过食物、水、空气以及医疗系统。 微塑料已经在地球的各个地方都有发现,包括喜马拉雅山以及马里亚纳海沟都发现了微塑料。 微塑料进入生态循环后,已经与陆地和水生生物群相互作用,并通过食物链中的营养转移传递给各级生物和人类。 比如海鲜、海盐、蜂蜜等;所有的海鲜中,贻贝、牡蛎以及扇贝受微塑料污染程度最高。 有研究表明,每一克软体动物含有0-10.5个微塑料微粒,每一克甲壳类动物含有0.1-8.6个微塑料微粒,每一克鱼类则含有0-2.9个微塑料微粒。 此外,瓶装水、自来水、被塑料粉尘污染的空气也是人类摄入微塑料;最后医疗设备(比如塑料盐水袋)的使用以及口服药物或塑料注射器的使用都会使人体直接摄入微型塑料。 人体接触微塑料的途径人类接触MP/NP的途径主要有口服、吸入、皮肤或其他途径。 口服:经口摄入后,微塑料颗粒首先接触肠道粘膜,然后是上皮细胞,并禅大部分的颗粒会被肠粘膜屏障阻止吸收,然而少量,微/纳米颗粒可以穿过肠道屏障,到达体循环;吸入:空气中的MP/NP会直接接触呼吸道,包括粘液层、纤毛周层、纤毛细胞、非纤毛分泌细胞和基底细胞。 塑料颗粒可穿透肺组织,在慢性吸入时引起肺部炎症和继发性遗传毒性;纺织工人的肺部发现含有异物(假定为聚酯、尼龙和/或丙烯酸粉尘)的肉芽肿性病变(Pimentel等人,1975年)。 皮肤:皮肤的角质层可以阻止小于正禅1纳米的分子透过皮肤,但MP/NP可以通过塑料静脉导管、注射器和其他药物输送系统进入体循环。 之所以使用微塑料颗粒用于医药是因为它们被认为是“惰性和生物相容性的”。 微塑料产生毒性的可能原因大小和剂量。 较小的颗粒可以通过内吞或被动吸收过程吸收,但较大的颗粒通常需要特殊细胞的吞噬作用。 通常,颗粒大小和毒性之间存在反比关系。 人们认为<10 nm的颗粒可以作为气体材料,很容易进入组织,造成广泛损伤。 尺寸减小可促进通过肠道或肺部对微塑料颗粒的吸收,影响细胞。 其次,微塑料如果不能顺利代谢掉或排除,在体内积累的量达到一定程度会产生细胞毒性。 电荷。 微塑料颗粒表面所带的电荷会影响颗粒的吸收和体内转运已经毒性。 带阳离子的塑料颗粒比带阴离子的对吞噬细胞表现为更大的毒性。 塑料添加剂。 塑料添加剂/沥滤液平均占微塑料含量的4%,包括稳定剂、增塑剂、润滑剂、染料和阻燃剂,可能存在毒性问题。 比如塑料添加剂种的双酚A、邻苯二甲酸盐和溴化阻燃剂,它们会扰乱内分泌功能。 商用PET水瓶在60°C以上的温度下将Sb滤入水中;如果在夏季将瓶子放在汽车和车库内,可以达到的以上温度。 颗粒制备过程中使用的表面活性剂可以分解细胞膜或调节细胞表面受体、糖蛋白、蛋白聚糖、信号部分、细胞外基质成分和脂筏的结构和功能。 (当然不谈剂量谈毒性就是耍流氓)吸附的污染物。 微塑料可以会吸附有机物、重金属或病原体,比如塑料可以是持久性有机污染物(多氯联苯、多环芳烃、滴滴涕)的载体,重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Sb、Al、Br、Hg、As、Sn、Ti、Co、Ba、Mn)或微生物,如致病性弧菌。 微塑料的毒性机制在近10年对微塑料的研究中,微塑料对肠道细胞、肺细胞、免疫细胞都有毒性。 MP/NP的毒性被认为是由i)膜损伤、ii)氧化应激、iii)免疫反应和iv)遗传毒性引起的。 其中,MP/NP的细胞毒性主要归因于膜损伤和氧化应激。 微塑料颗粒会破坏质膜。 2020年发现聚乙烯纳米颗粒渗透到质膜双层的疏水环境中,并引起结构变化。 被内吞的颗粒可以渗透内体溶酶体膜,并与细胞内的细胞器相互作用。 在塑料聚合和颗粒加工过程中,以及与生物环境相互作用时,会产生ROS,从而导致细胞应激。 参考文献:综述:Banerjee, Amrita; Shelver, Weilin L. (2020)- and Nanoplastic induced cellular toxicity in mammals: A Review. Science of The Total Environment, (), –
科学家首次在人体血液中发现微塑料!或已遍布全身……
人类对环境投之以塑料废弃物,环境报之以微塑料。
如今,这个“报应”就在我们眼前——微塑料已遍布全球,无处不在。 它们远在“天边”:远到罕无人迹的南极洲冰原,深到地球最深处马里亚纳海沟,高到世界之巅珠穆朗玛;又近在眼前:环境中的微塑料早已渗透到我们的食物、空气和水里。
长期以来,塑料被认为是惰性物质,被摄入人体后,它们会通过胃肠道并经过胆道排泄。 然而,它可能不像我们曾经认为的那样无害。 最近有动物研究表明,小于10μm的微塑料可以穿过细胞膜进入循环系统,并到达其他组织。
近日,发表在环境科学领域顶刊《Environmental Science & Technology》 (IF=9.028)上的一项最新研究中,来自南京大学环境学院污染控制与资源化利用国家重点实验室的研究团队通过调查来自中国11个省市参与者的粪便样本首次发现了一个令人担忧的证据: 经常喝瓶装水、吃外卖食品以及工作性质为粉尘暴露的参与者,其粪便中的微塑料更多,而体内微塑料含量的升高还可能会加剧肠道炎症。
不仅如此,微塑料可能已经渗透在体内的各个器官。
北京时间3月25日凌晨,发表在环境科学领域顶刊《Environment International》 (IF=9.621)上的一项最新研究中,来自 荷兰阿姆斯特丹自由大学领导的纤芹研究团队首次在人类志愿者血液中发现了微塑料,这进一步引发了微塑料对人体 健康 长期影响的担忧。
在这项新研究中,研究人员招募了22名 健康 志愿者,通过静脉穿刺获得全血样本。
他们在排除血液样本受到污染的可能性后,在17人(77%)的血液中检测到了可量化的微塑料,平均每毫升血液中有1.6微克。 其中最常见的塑料为 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、 聚苯乙烯(PS)、 聚乙烯(PE)、 聚丙烯(PP)和 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。 其中,PET、PS和PE分别占到50%、36%和23%。
PET通常用于矿泉水瓶、饮料瓶和各种家用电器的外观等;PS广泛用于食品包装材料;PE用于包装薄膜和塑料袋;PP广泛用于外卖餐盒;PMMA多用于电子设备和照明设备的外观。
研究人员表示,微塑料在血液中停留的时间是未知的,因此它们神竖答在人体的命运还需要进一步研究。 从科学上讲,微塑料通过循环系统到达全身各个器官是合理的。 此前已有研究证实,人类胎盘对50、80和240纳米的聚苯乙烯和聚丙烯微塑料具有渗透性。
这项研究报告的微塑料浓度涉及潜在的接触途径包括空气、水和食物,以及可能被摄入的个人护理游慧产品、牙科聚合物、聚合物植入物碎片、聚合物药物递送纳米颗粒和纹身墨水残留物等。
未参与这项研究的英国国家海洋学中心研究人为污染物的Alice Horton博士说:这是一个令人担忧的发现,因为微塑料已经在实验室中被证明可以在实验条件下引起炎症和细胞损伤。 这项研究证明了微塑料不仅在整个环境中弥漫,而且也在我们的身体中弥漫。 这种情况的长期后果仍不清楚。
研究人员表示,微塑料是否存在于血浆中或由特定的细胞类型携带,以及这些细胞在多大程度上参与将微塑料穿过粘膜转移到血液中仍有待确定。
如果血液中的微塑料确实由免疫细胞携带,那么问题就来了,这种暴露是否会潜在影响免疫调节或对免疫疾病的易感性?还有待进一步研究。
论文链接:
编排:戴卫 夏冰冰
科学家首次在活人肺部深处发现微塑料
在过去十年中,我们看到一些研究在一些意想不到的地方发现了塑料污染,从北极到南极,以及世界之巅—珠穆朗玛峰等。 最近,我们看到一些科学家把搜索的重点放在了人体上,而人体上无处不在的微塑料踪迹也不断让人惊讶和震惊。 一项新研究现在首次在活体肺组织中发现了微塑料,科返纤学家们现在希望 探索 这对呼吸系统 健康 意味着什么。
2020年的一篇论文检查了肺部、肝脏、脾脏和肾脏的组织,在所有研究的样本中都发现了塑料。 早在2018年发表的另一项研究在从世界各地收集的人类粪便样本中发现了微塑料。 最近,上个月发表的一项研究有史以来第一次在血液中检测到微塑料。
这项新研究是由赫尔大学的科学家们进行的,并试图在以前的工作基础上,通过在活体患者的手术过程中获取组织,在肺部组织中发现微塑料。 分析显示,在所研究的13个样本中,有11个样本含有微塑料,并检测出12种不同的类型,包括那些通常用于包装、瓶子和衣服的塑料。
男性样本中的微塑料含量明显高于女性样本。 但真正让科学家们惊讶的是这些塑料出现的位置,一半以上的微塑料是在肺的下部发现的。
研究主要Laura Sadofsky说:“我们没有想到会在肺的下部区域发现数量最多的颗粒,或者我们发现的颗粒大小。 这是令人惊讶的,因为肺部下部的呼吸道较小,我们本以为这些漏神仿尺寸的颗粒在进入肺部这么深之前会被过滤掉或被困住。 ”
科学家们认为空气中1纳米至20微米的塑料颗粒是可吸入的,这项研究提供了更多的瞎册证据,证明吸入为它们提供了进入人体的直接途径。 与该领域最近的类似发现一样,它提出了一个非常重要的问题:这对人类 健康 有什么影响?科学家们在实验室进行的实验表明,微塑料可以使人的肺部细胞解聚并改变其形状,并对细胞产生更普遍的毒性影响。 但这种新的理解将有助于指导对其影响的更深入研究。
Sadofsky说:“以前曾在人类尸体解剖样本中发现过微塑料--这是第一个显示活人肺部有微塑料的有力研究。 它还表明,它们在肺的下部。 肺部气道非常狭窄,所以没有人认为它们可能会到达那里,但是它们显然已经到达了。 我们发现的微塑料的类型和水平的特征现在可以为实验室暴露实验的现实条件提供参考,目的是确定 健康 影响。 ”
这项研究发表在《整体环境科学》杂志上。