最新研究：瓶裝水含十?dāng)?shù)萬(wàn)納米塑料 可侵入人體細(xì)胞

研究人員表示，納米塑料的平均寬度只有人類頭發(fā)絲的千分之一，因此可以通過(guò)消化道或肺部的組織遷移到血液中，將潛在有害的合成化學(xué)物質(zhì)分布到全身和細(xì)胞中。

這項(xiàng)研究由國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)于北京時(shí)間1月9日在線發(fā)表。

研究團(tuán)隊(duì)主要研究了美國(guó)在售的三個(gè)流行品牌瓶裝水，一升水中塑料碎片的實(shí)際數(shù)量在110,000 到 370,000 個(gè)之間，平均含有 240,000 個(gè)來(lái)自七種塑料的塑料顆粒，其中90%的塑料顆粒小于1微米，被稱為納米塑料。 其余為微塑料。納米塑料與微塑料不同：微塑料是聚合物碎片，尺寸范圍從小于 0.2 英寸(5 毫米)到 1/25,000 英寸(1 微米)。更小的納米塑料，必須以十億分之一米為單位進(jìn)行測(cè)量。研究人員并未披露他們研究的瓶裝水品牌。

該論文的標(biāo)題是《利用SRS顯微鏡對(duì)納米塑料進(jìn)行快速單顆?；瘜W(xué)成像》(Rapid Single-particle Chemical Imaging of Nanoplastics by SRS Microscopy)。哥倫比亞大學(xué)的研究人員通過(guò)一種新技術(shù)，可以查看、計(jì)數(shù)和分析瓶裝水中納米粒子的化學(xué)結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)新技術(shù)實(shí)際上能夠在水中看到數(shù)百萬(wàn)個(gè)納米顆粒，這些納米顆粒可能是“無(wú)機(jī)納米顆粒、有機(jī)顆粒和一些其他塑料顆粒，不屬于我們研究的七種主要塑料類型”，共同作者、環(huán)境化學(xué)家顏備戰(zhàn)(音：Beizhan Yan)如此解釋。他也是哥倫比亞大學(xué)拉蒙特-多爾蒂地球觀測(cè)站( Lamont-Doherty Earth Observatory.)副研究教授。

嚴(yán)重威脅健康

專家表示，納米塑料是對(duì)人類健康最令人擔(dān)憂的塑料污染類型。這是因?yàn)槲⑿☆w?？梢郧秩胫饕鞴僦械膯蝹€(gè)細(xì)胞和組織，可能會(huì)中斷細(xì)胞過(guò)程并沉積干擾內(nèi)分泌的化學(xué)物質(zhì)，例如雙酚、鄰苯二甲酸鹽、阻燃劑、全氟和多氟物質(zhì)(PFAS)和重金屬。

賓夕法尼亞州立大學(xué)貝倫德分校可持續(xù)發(fā)展主任雪莉·“山姆”·梅森(Sherri“Sam”Mason)在就此話題接受CNN采訪時(shí)解釋說(shuō)，“所有這些化學(xué)物質(zhì)都用于制造塑料，因此如果塑料進(jìn)入我們體內(nèi)，它就會(huì)攜帶這些化學(xué)物質(zhì)。由于身體的溫度高于外界，這些化學(xué)物質(zhì)將從塑料中遷移出來(lái)，最終進(jìn)入我們的身體。”梅森并未參與該項(xiàng)研究，她是 2018 年一項(xiàng)研究的合著者，該研究首次在 9 個(gè)國(guó)家 11 個(gè)不同品牌銷售的 93% 的瓶裝水中檢測(cè)到微米和納米塑料的存在。

“嬰兒和幼兒可能面臨最大的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗麄冋诎l(fā)育的大腦和身體往往更容易受到有毒物質(zhì)暴露的影響。”梅森說(shuō)：“這些化學(xué)物質(zhì)可以被帶到你的肝臟、腎臟和大腦，甚至穿過(guò)胎盤邊界，最終進(jìn)入未出生的孩子體內(nèi)。”

研究合著者、藥理學(xué)和化學(xué)副教授菲比·斯塔普頓 (Phoebe Stapleton) 表示，在對(duì)懷孕小鼠的研究中，研究人員在懷孕母鼠攝入或吸入塑料顆粒 24 小時(shí)后，在發(fā)育中胎鼠的大腦、心臟、肝臟、腎臟和肺部發(fā)現(xiàn)了塑料化學(xué)物質(zhì)。

同樣的情況，“目前在人類胎盤中發(fā)現(xiàn)了微米和納米塑料，”斯塔普頓表示“人類肺部組織、糞便和血液中也有發(fā)現(xiàn)。”

除了塑料可能攜帶的化學(xué)物質(zhì)和有毒金屬之外，另一個(gè)相對(duì)未經(jīng)研究的領(lǐng)域是塑料聚合物本身是否也對(duì)身體有害。“塑料的新前沿是了解聚合物，”梅森說(shuō)。“我們了解聚合物對(duì)人類健康的潛在影響的能力非常有限，因?yàn)槲覀儫o(wú)法檢測(cè)到這一水平?，F(xiàn)在，通過(guò)這種新方法，我們將能夠開始這樣做。”

人類“吞下”了哪些塑料?

該研究識(shí)別瓶裝水中納米塑料顆粒的新方法依賴于拉曼光譜的改良版本，這是一種基于激光的技術(shù)，可以通過(guò)測(cè)量分子響應(yīng)光的振動(dòng)方式來(lái)分析細(xì)胞的化學(xué)成分。

改進(jìn)后的版本稱為受激拉曼散射顯微鏡(SRS)，它增加了第二個(gè)激光，“將之前的信號(hào)放大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而可以檢測(cè)到以前看不見(jiàn)的納米顆粒”，資深作者、哥倫比亞大學(xué)化學(xué)教授魏敏(音：Wei Min)說(shuō)。2008 年她與合作者一起發(fā)明了 SRS。

“這項(xiàng)研究是第一個(gè)將這種顯微鏡應(yīng)用于納米塑料世界的研究，”魏敏說(shuō)。

通過(guò)顯著增強(qiáng)圖像，SRS 可以在幾微秒內(nèi)清晰地識(shí)別和捕獲納米粒子的圖像，而不是舊技術(shù)所需的數(shù)小時(shí)，而且不會(huì)損害被成像的組織。截至發(fā)表時(shí)，該研究的算法能夠識(shí)別七種類型的塑料：聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。

“根據(jù)其他研究，我們預(yù)計(jì)瓶裝水中的大部分微塑料將來(lái)自塑料瓶本身的泄漏，塑料瓶通常由 PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)塑料制成，”哥倫比亞大學(xué)化學(xué)博士生錢乃新(音：Naixin Qian)解釋說(shuō)。“然而，我們發(fā)現(xiàn)一瓶水中實(shí)際上有許多不同類型的塑料，而且不同的塑料類型具有不同的尺寸分布，”她說(shuō)。 “PET 顆粒較大，而其他顆粒則小至 200 納米，小得多。”

研究發(fā)現(xiàn)，反復(fù)打開和關(guān)閉瓶蓋、擠壓瓶子或使其受熱(例如在汽車中)，可以使 PET 塑料顆粒脫落。

未來(lái)何時(shí)來(lái)

既然納米塑料可以被識(shí)別和分類，就有可能研究各種問(wèn)題的答案。例如，如果瓶裝水中漂浮的納米塑料不是來(lái)自瓶子本身，那么它們來(lái)自哪里?哥倫比亞大學(xué)研究小組正在研究一種假設(shè)，即其他納米塑料可能來(lái)自水源，可能受到制造過(guò)程中某些部分的污染。

另一個(gè)重要問(wèn)題：瓶裝水和自來(lái)水哪個(gè)納米塑料和化學(xué)殘留物更少?

“多項(xiàng)研究報(bào)告自來(lái)水中的微塑料含量較低。因此，考慮到自來(lái)水的共同來(lái)源，預(yù)計(jì)自來(lái)水中納米塑料的含量也會(huì)降低，這是合理的。”嚴(yán)備戰(zhàn)介紹說(shuō)。“我們現(xiàn)在正在對(duì)此進(jìn)行研究。”

一旦塑料聚合物和內(nèi)分泌干擾化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入人體細(xì)胞，會(huì)發(fā)生什么?入侵者是否會(huì)留下來(lái)，通過(guò)擾亂或破壞細(xì)胞過(guò)程來(lái)造成嚴(yán)重破壞，或者身體是否成功地將它們驅(qū)逐出去?

對(duì)此斯特普頓說(shuō)：“我們知道這些微粒正在進(jìn)入體內(nèi)，而且我們知道更大比例的較小納米粒子正在進(jìn)入細(xì)胞，但我們不知道它們到底要去細(xì)胞中的什么地方，也不知道它們?cè)谧鍪裁?。我們不知道他們是否或如何再次回?lái)。”

然而，“新技術(shù)非常適合分析人體組織樣本，應(yīng)該很快就會(huì)提供一些答案”，魏敏表示。“如果你看一下我們的原始數(shù)據(jù)，它實(shí)際上是一系列圖像。事實(shí)上，我們有大量數(shù)據(jù)可以顯示粒子是否已經(jīng)進(jìn)入某種類型細(xì)胞的特定位置，那么我們將能夠在空間中精確定位它。”

在科學(xué)探索這些問(wèn)題和其他問(wèn)題的同時(shí)，人們可以采取一些措施來(lái)減少塑料接觸。

如，避免使用塑料容器盛放食物和飲料;穿天然面料制成的衣服;購(gòu)買天然材料制成的消費(fèi)品，總之，簡(jiǎn)單地盤點(diǎn)日常生活中的塑料，并在可行的情況下尋找替代品。