近年來，媒體上頻頻爆出“海洋被微塑料污染，海產品還能不能吃”“食鹽中也有微塑料”等新聞。微塑料是什么？吃海產品就等于吃塑料嗎？

海洋中的微塑料

塑料是一大類人工合成高分子材料的總稱。因為它們具有輕便、防水、便宜、形狀可塑、較耐用、色彩艷麗等優(yōu)點，自從19世紀初的工業(yè)革命時代誕生以來，已經深深地融入了我們日常生活的方方面面。然而它為人們提供便利的同時，也給環(huán)境帶來了“白色污染”問題。

為了遏制“白色污染”的擴張，2008年6月1日，我國開始實施的“限塑令”對塑料袋的無限制使用踩了一腳“剎車”，使得許多消費者開始改變自己的習慣，比如多次重復使用塑料袋，或者改為用布袋、籃子來裝物品。不過，隨著電子商務和快遞業(yè)的迅速發(fā)展，“網購”成了一種新的生活習慣，包裝袋、膠帶、防撞泡沫墊等一次性使用的塑料消耗品迎來了迅猛的增加。根據國家郵政局公布的2018年數(shù)據，全國快遞服務業(yè)業(yè)務量累計完成507.1億件。不難想象，這些快遞涉及的塑料制品數(shù)量一定是個天文數(shù)字。

那么，那些被我們丟棄的塑料垃圾都去了哪里呢？

不會憑空消失

1997年，美國人查爾斯·摩爾（Charles Moore）在北太平洋環(huán)流帶（位于夏威夷海岸和美國西海岸之間）首次發(fā)現(xiàn)了大量的漂浮垃圾，其中包括印制有中文和日文的飲料瓶、塑料袋等常見日用塑料制品，污染海域面積達250萬平方千米，相當于150座夏威夷島。時隔14年后，摩爾團隊再次于南太平洋環(huán)流帶（位于澳大利亞、新西蘭和南美洲西岸之間）發(fā)現(xiàn)了廣泛分布于海面的塑料垃圾。與之前不同的是，這些漂浮在海面上的塑料垃圾變成了浮游生物般大小的微塑料，肉眼幾乎難以察覺。同樣的情況也出現(xiàn)在了大西洋環(huán)流帶、印度洋環(huán)流帶和北冰洋環(huán)流帶。

原來，那些從我們的生活里“消失”的塑料垃圾，除了一部分被回收、填埋或者焚燒以外，剩下的都進入了海洋。在洋流、季風、潮汐等外力的作用下，大大小小的垃圾碎片從近海漂流到遠海，從海洋表層轉移到大洋深淵。

塑料的降解，本質上就是高分子聚合物長鏈的斷裂過程。塑料進入水體后，在紫外輻射、波浪擊打、生物棲息以及凍融循環(huán)等作用下發(fā)生碎化和降解，粒徑逐漸變小，形成了數(shù)量龐大的微塑料。大量證據表明，從大的塑料碎片形成微塑料的過程較快，而微塑料降解到更小的顆粒直至礦化的過程卻極為緩慢。這意味著微塑料造成的影響是持久累積的。

海洋中的微塑料

早在2004年，英國科學家理查德·湯普森（RichardThompson）就將粒徑小于5毫米的塑料微粒或碎片稱作“次級微塑料”，相應的還有“初級微塑料”，是指專門制作的微小塑料顆粒工業(yè)產品。如有的化妝品添加了增強清潔能力的“磨砂”，就是微塑料顆粒，這些微塑料一經使用便被沖入下水道。同樣，我們在洗完衣服后總能發(fā)現(xiàn)洗衣機的過濾網兜內積攢了大量線團，其實大部分是衣物中的聚酯纖維，那些沒有被捕獲的聚酯纖維就被直接沖入下水道。據統(tǒng)計，每次衣物洗滌都會產生至少1900根塑料纖維。然而，目前的城市污水處理系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)處理工藝，通常配備2～15毫米孔徑的格柵對污水進行機械清渣，無法有效處理其中更小的微塑料顆粒及合成纖維。因此，大量的微塑料未能被去除，直接排入河流并進入海洋。

盡管早在上世紀70年代，海洋微塑料相關的研究工作已經開展，但當時人們對這種小粒徑的污染物并未予以足夠重視。近年來，隨著科學家相繼在多個海域的水體和沉積物中發(fā)現(xiàn)微塑料，人們這才意識到微塑料污染已經成為了一個全球性的環(huán)境問題。此外，在遠離海洋的內陸地區(qū)，人們在土壤、河流和湖泊中也發(fā)現(xiàn)了微塑料的蹤跡。由此看來，微塑料污染就像空氣里的PM2.5顆粒那樣，沒人能夠置身其外。

一再敲響警鐘

據估計，海洋里目前存留有1.5億噸塑料，這個數(shù)值還在以每年800萬噸的速度持續(xù)增長，意味著每分鐘有15噸塑料垃圾被傾倒進海洋。如果以現(xiàn)在的速度持續(xù)發(fā)展而不加以控制，預計到2050年，海洋中的塑料垃圾總重量將超過魚類資源的重量總和。

雖然每年都有大量的塑料垃圾從各種途徑進入海洋，然而正如我們所看到的，海洋表面并沒有覆蓋滿滿一層塑料垃圾。隨著時間流逝，部分塑料垃圾甚至會從海洋表面“消失”。這一現(xiàn)象也被科學家所證實。美國伍茲霍爾海洋研究所的海洋學教授卡拉·拉文德·勞（Kara Lavender Law）對西北大西洋環(huán)流帶塑料富集區(qū)的調查結果顯示，該區(qū)域表層水體中的塑料垃圾在1986～2008年間并未顯著增加。

塑料在海洋中的垂直分布還與它的密度有關。常見塑料的密度多數(shù)低于淡水或海水，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯在水中上浮。而聚苯乙烯和聚氯乙烯在水中會下沉。

即使是浮在海洋表層的微塑料顆粒，在水體里的位置也不是一成不變的。專注于世界范圍內塑料污染研究的美國環(huán)境學家馬庫斯·埃里克森（Marcus Eriksen）認為，由于微塑料表面容易附著微生物和浮游生物，這層親水性的“生物膜”會增大微塑料的密度，使其逐漸下降，直至海洋底部環(huán)境。

事實上，微塑料對海洋的影響遠不止于對環(huán)境本身的污染破壞，其對海洋生物也有巨大的影響。即使只有1～2厘米的箭蟲（Sagitta）也會攝入微塑料，而且可造成嚴重影響。來自英國的浮游生物學家理查德·柯比（Richard Kirby）首次拍攝到了箭蟲攝食微塑料的場景。其實這種浮游生物攝食微塑料的現(xiàn)象非常普遍。由于浮游生物在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色，這個現(xiàn)象意味著微塑料可通過多條食物鏈組成的食物網逐級向上傳遞。

海洋中的微塑料

攝入熒光微塑料的生物體：1、攝入7.3 微米聚苯乙烯微珠的橈足類刺水蚤（背視圖），2、攝入20.6 微米聚苯乙烯微珠的橈足類海島哲水蚤（側視圖），/3、攝入7.3 微米聚苯乙烯微珠的早期雙殼類幼蟲，4、攝入20.6 微米聚苯乙烯微珠的十足類蟹幼蟲（側視圖），5、攝入30.6 微米的十足類瓷蟹幼蟲（側視圖），6、長角寬水蚤背部腸道中的30.6 微米聚苯乙烯微珠，7、堆積于刺水蚤尾叉纖毛間的1.4 微米聚苯乙烯微珠，8、長角寬水蚤糞便中的30.6微米聚苯乙烯微珠。（來源：Cole et al. EnvironmentalScience & Technology, 2013）

食鹽中也檢測出微塑料的身影

正是因為大量的研究證據表明微塑料在食物鏈（網）中存在層層轉移，人們開始關注人類攝入微塑料的問題。

2015年10月，華東師范大學施華宏教授的研究團隊在《環(huán)境科學與技術》(Environmental Science & Technology）期刊上發(fā)表論文，提到在多個品牌和來源的食用鹽中都發(fā)現(xiàn)了微塑料，其中海鹽中微塑料含量為550～681個/千克，湖鹽為43～364個/千克，井鹽為7～204個/千克。對比可以看出，海鹽中的微塑料含量最高。

這一結果經一些媒體報道后，一時在社會上引起了恐慌。有人開始擔心自家的鹽罐，甚至有的媒體以“吃鹽等于吃塑料”這種標題來吸引眼球。

這項實驗其實是按照國際上通行的辦法來檢測的。將食鹽樣品充分溶解后，通過孔徑為5微米（1微米＝1/1000毫米）的硝酸纖維濾膜過濾，在室溫干燥后，再觀察濾膜上的顆粒。首先用光學體視顯微鏡觀察塑料顆粒的顏色、形狀等物理特征，然后隨機選一些顆粒，用顯微傅里葉變換紅外光譜儀測量光譜來確定成分。

海洋中的微塑料

濾膜孔徑為5微米，濾膜直徑47毫米。從形態(tài)上看，微塑料常常為小球、薄片、纖維、不規(guī)則碎塊狀。

其實，不僅食鹽已經淪陷，龍蝦、貝類、魚類、蜂蜜、自來水、啤酒等多種食物中均已被檢測出含有微塑料。

雖然大多數(shù)海產品中已證實含有微塑料，但是人們在吃魚時攝取的微塑料的數(shù)量比吃貝類時攝取的微塑料少。因為我們在烹飪魚類時，一般都會首先把魚的內臟器官取出丟棄，消化道中的微塑料也隨之被丟棄。但雙殼貝類動物體內的微塑料卻依然會在人們食用貝類的過程中被攝入。2018年10月，奧地利維也納醫(yī)科大學的醫(yī)學家菲利普·施瓦布（Philipp Schwabl）從8名（3名男性、5名女性，33～65歲）分別來自歐洲不同國家和日本的志愿者糞便樣本中檢測出了微塑料。調查顯示，他們在一周前曾食用過由塑料袋包裝的食品，其中6人另外食用了海產品。這些結果表明，那些曾經被我們扔掉的塑料垃圾搖身一變成了水中的“PM2.5”,悄悄地回到了我們身邊甚至身上。

微塑料的危害有哪些？

許多實驗已證實微塑料能被生物攝食。除了會造成生物體攝食效率降低、能量缺乏、受傷或者死亡外，科學家們在實驗室內發(fā)現(xiàn)，微塑料的攝入會對生物造成毒性效應，主要包括生長發(fā)育不良、繁殖能力降低、行為活動和基因表達異常及存活率降低等。而當粒徑進一步縮小時，海洋生物消化道中的微塑料則可能穿過腸上皮細胞，經由消化道轉移到循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)乃至組織細胞中，引發(fā)機體免疫系統(tǒng)的炎癥反應。不過，現(xiàn)實的水體環(huán)境往往難以達到實驗室中的高濃度暴露條件，多數(shù)情況下生物盡管會攝入微塑料，短期內卻并不會出現(xiàn)相關毒性效應。

但是自然界中也存在數(shù)量不亞于微塑料的小顆粒物質，如粉煤灰、硅藻碎片、黏土礦物等，為什么僅僅把微塑料列為重點目標呢？這是因為微塑料不僅體積小、比表面積大，作為高分子化合物的本質也決定了其表面疏水性較強，在環(huán)境中易與污染物，特別是有機污染物相互作用。微塑料能從環(huán)境中富集百萬倍于環(huán)境濃度的污染物，當其被生物攝食后，在一定條件下這些外源性污染物會從微塑料上解吸下來并進入消化道，轉而被生物組織吸收而引起毒性效應。同時，塑料生產過程中，為了提高其特殊性能而添加的阻燃劑、增塑劑等物質，也可能在經過風化作用后重新釋放到環(huán)境中，對生物的健康產生不利影響。

菲利普·施瓦布的研究證實了人們在日常生活過程中會將微塑料吞進肚子里，他同時也表示，由于這些微塑料體積夠大，不會透過腸上皮細胞進入其他組織，而是直接被排泄出體外。來自聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織（FAO）2017年的報告※也認為，對于嚙齒動物和狗來說，粒徑大于150微米的微塑料不會被吸收，會通過糞便排出。人體如果攝入微塑料，其中的90%最后會通過消化系統(tǒng)排泄出來，可能不會對人體造成傷害。

但是，由于人體消化道結構復雜，微塑料不能被完全地排出體外，可能會殘留小部分在人體內部蓄積起來，當其粒徑小于20微米時，仍然存在進入血液循環(huán)系統(tǒng)的可能。另一方面，“人體消化系統(tǒng)的內部環(huán)境是否會加劇微塑料中有毒物質的釋放”仍然不甚清楚，還有待學者們進一步研究。

就環(huán)境而言，目前的研究已經證實微塑料會引起物種多樣性的改變，間接破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡。最直接的例子便是夏普朗（L.Chapron）等人于2018年在《科學報告》（Scientific Reports）上的報道，他們在地中海西北部540米深的拉卡之·迪希埃海底峽谷（Lacaze-Duthiers canyon）分別研究了大塊塑料和微塑料對一種冷水石珊瑚Lophelia pertusa生長的影響。結果證明，大塊塑料和微塑料均會引起珊瑚鈣化率的下降，它們通過干擾珊瑚蟲的正常捕食而阻礙其對能量的獲取與分配。這一現(xiàn)象明顯減緩了珊瑚骨骼的生長，嚴重威脅到珊瑚礁的堆積構成，長此以往，可能會對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性打擊。

本文節(jié)選自《科學世界》2019年第3期