微塑料污染的危害及防治研究

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目前，塑料已經廣泛應用于包裝物生產、房屋建筑、汽車生產、電氣與電子、農業、居民家具家電、運動、健康與安全等領域。塑料的大量投入生產，全球塑料年產量已超過2億噸，然而，針對廢棄塑料的回收及處理卻缺少有效的方法，微塑料的污染已遍及海洋、土壤及大氣中。2009年，國內就有人對海洋微塑料污染問題進行過論述，近年來，微塑料才逐漸被人們所重視。目前，在大西洋、太平洋、極地和深海都已發現微塑料的污染[1]，地中海東部微塑料污染是迄今有記錄以來污染最為嚴重的。與海洋相比，陸地土壤中的微塑料污染更加嚴重，甚至已經危及到我們所賴以生存的大氣。

1微塑料的分布

2004年，英國學者在《科學》雜志上發表了關于海洋水體和沉積物中塑料碎片的論文，首次提出“微塑料”的概念——直徑小于5mm的塑料纖維、顆?；虮∧ぁ?015年3月，加拿大政府建議把微塑料粒子的大小定義在0.01μm到5mm之間。海洋中的微塑料被形象地稱為海中“PM2.5”。微塑料不僅侵占土地資源，也已深入江河湖海之中，并且波及南極海域，微塑料污染嚴重，已經受到各國政府的高度重視。海水中微塑料含量的多少，與人類活動息息相關。微塑料分布最為集中的是近岸海水區域，尤其在臨近城市人口密集區域、排污區、濱海旅游區、大工業集中區、港口作業區和陸源河流注入區。由此可知，海洋中微塑料主要來自陸源塑料垃圾的輸入，附近工業污染物的排放、城市生活塑料垃圾排放以及漁業生產活動等[2]。1998年，研究人員在肺癌標本和非腫瘤性肺組織的標本中發現了吸入纖維素和塑料纖維?？茖W家使用層流罩阻斷了外來纖維和塑料的污染，結果發現，在這些新鮮的肺組織中可以反復觀察到異質性纖維和塑料纖維的存在，經猜測吸入肺部的微塑料可能是來源于空氣中。Dris等[3]觀察到法國巴黎大氣中存在四種纖維，認為室內空氣纖維狀微塑料污染可能是大氣環境中微塑料的重要來源。周倩對中國濱海城市大氣環境中微塑料沉降樣品進行分離和鑒定，這也是中國首次報道大氣中微塑料的存在，研究結果表明，大氣環境中微塑料有4種形貌類型，即纖維類、碎片類、薄膜類和發泡類，絕大部分為纖維類[4]。大氣中微塑料的沉降也是海陸中微塑料存在的一個重要原因。

2微塑料的危害

塑料是有機高分子聚合物，生產過程中通過添加各類增塑劑、助劑、阻燃劑等有機化學物質來改善塑料自身性能。例如，塑料中含有的雙酚A，鄰苯二甲酸二丁酯以及紡織品中添加的多溴聯苯醚。這些有機化學物質具有較大的生物毒性，能在環境中持久存在，并通過生物食物鏈進行累積，影響生物體的生長發育。魚類、甲殼類等動物攝入塑料顆粒，但大多會經過消化系統，隨著糞便排出。斑馬魚攝入20～1000nm的各種粒徑的聚苯乙烯顆粒會對腮細胞的DNA造成輕微的損傷[5]。棉檢工作人員長期吸入棉塵易發生呼吸系統疾病，因此，大氣中的纖維狀微塑料可直接影響人體肺部健康。納米粒徑的微塑料可以穿過細胞膜，進入生物體的循環系統及淋巴組織系統，導致生物體存活率降低、死亡率升高、生長發育不良、繁殖能力降低、免疫毒性及遺傳毒性的產生等。粒徑小于16μm的微塑料會轉移到貽貝淋巴系統，粒徑小于80μm的高密度聚乙烯微塑料可在貽貝消化系統中富集，導致血流粒細胞增多和溶酶體膜不穩定等，引發機體免疫系統的炎癥反應[6]。經過食用水產品進入人體的微塑料，一部分將蓄積在體內，影響人類健康，另一部分將隨人類糞便排出體外，已有研究報道，人類糞便中發現微塑料的存在。微塑料表面具有疏水性，能吸附疏水性有機污染物和金屬化學污染物，如多溴聯苯醚、有機氯農藥、雙酚A、鉛、鉻、鎘等。這些有機毒物及金屬毒物的長期攝入，會造成生物體肝臟、心臟及腎臟等組織損傷。例如，一定量的雙酚A可抑制腔前卵泡中雌激素的合成和分泌，干擾卵泡發育、顆粒細胞增殖和卵母細胞成熟。多溴聯苯醚是塑料生產中所添加的阻燃劑，會使生物體的內分泌系統、生殖系統、神經系統紊亂。重金屬對腎功能的損害是通過損壞腎小管上皮細胞，在鉛中毒性腎損害的顯著期，顯微鏡下有大量腎小管壞死。

3微塑料的防治

首先，應增加可降解塑料的開發及實現工業化，減少傳統塑料的生產及使用。目前，全球研發的生物降解塑料品種達幾十種，但實現工業化的有限?？山到馑芰弦褢迷谄囆袠I、農業、食品包裝行業。奔馳、寶馬、豐田等汽車企業采用可降解塑料聚乳酸、聚羥基脂肪酸類高分子、聚丁二酸丁二醇酯等做零部件；農業上使用可降解塑料聚β-羥基丁酸酯做包埋劑。其次，普及塑料的循環利用，落實“限塑令”?！跋匏芰睢笔┬兄两褚呀?0年了，按照國家發改委的數據顯示，超市、商場、集貿市場的塑料袋使用量減少870億個。隨著網上購物、外賣與快遞行業的興起，塑料包裝袋的用量迅速增加，加劇白色污染?！跋匏芰睢钡穆鋵?，“誰生產，誰負責”政策的制定，鼓勵外賣、快遞行業使用綠色包裝代替廉價塑料。限制廉價塑料的生產，嚴禁廢棄塑料流入生態環境。然后，收集處理海洋、陸地以及大氣中塑料垃圾。荷蘭21歲發明家史拉特設計出一種借助海流力量收集海洋塑料垃圾的裝置，最多可以收集3000m3的塑料垃圾，相當于一個奧運泳池的容量。戴爾公司設立了一個新項目，回收原本可能流入海洋造成污染的塑料，制造成包裝材料，既能減少塑料對海洋生態系統的污染，又能回收利用塑料。國內可研發海洋垃圾收集裝置，或購買已經成熟的裝置來收集沿海垃圾，進行分類處理。最后，降解生態環境中廢棄塑料，減少塑料垃圾污染。環境中的傳統塑料的降解方法已有報道，真菌、細菌、降解基因及酶均能降解聚氨酯塑料，黃粉蟲和大麥蟲啃食泡沫塑料，能有效降解聚苯乙烯，昆蟲及其腸道微生物可以高效降解聚乙烯和聚苯乙烯，但是實際降解速率很低，無法應用于實際。在今后的研究工作中，將實驗室成果實現工業化，可以有效解決現在的塑料污染問題。

參考文獻：

[1]周倩,章海波,李遠,等.海岸環境中微塑料污染及其生態效應研究進展[J].科學通報,2015,60(33):3210-3220.

[2]龍鄒霞,余興光,金翔龍,等.海洋微塑料污染研究進展和問題[J].應用海洋學學報,2017,36(04):586-596.

[4]周倩,田崇國,駱永明.濱海城市大氣環境中發現多種微塑料及其沉降通量差異[J].科學通報,2017,62(33):3902-3909.

[5]蔡亞云,趙佳玥,李文鋒,等.不同粒徑塑料微顆粒在斑馬魚腮組織中的積累及其對蒽毒性的影響[J].應用與環境生物學報,2017,23(06):1154-1158.

作者:王曉卉 單位:貴州警察學院