摘要:在过去几十年里,微塑料污染已成为全球环境面临的严重问题。这些微小的塑料颗粒(直径从几微米到纳米级别不等)几乎无处不在,从海洋深处到极地冰盖,从空气中到我们的饮用水,微塑料的身影无处不在。更令人担忧的是,随着塑料制品的日益普及,这些微塑料不仅在环境中积累,而且逐
引言
在过去几十年里,微塑料污染已成为全球环境面临的严重问题。这些微小的塑料颗粒(直径从几微米到纳米级别不等)几乎无处不在,从海洋深处到极地冰盖,从空气中到我们的饮用水,微塑料的身影无处不在。更令人担忧的是,随着塑料制品的日益普及,这些微塑料不仅在环境中积累,而且逐渐渗透到人体的各个器官,成为潜在的健康威胁。
2月3日Nature Medicine的研究报道“Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains”,引起了广泛关注,研究发现人体内尤其是大脑中的微塑料浓度正在显著增加。这项研究通过对2016年和2024年两期尸体样本的比较,首次揭示了微塑料在人体内的积累趋势,尤其是在肝脏、肾脏和大脑中的不同表现。研究发现,大脑中的微塑料浓度远高于肝脏和肾脏,且随着时间的推移,微塑料在大脑中的浓度显著增加,尤其是在已诊断为痴呆症的个体中。这一发现不仅让人震惊,更引发了对微塑料是否可能与神经退行性疾病(如阿尔茨海默病和血管性痴呆)之间潜在联系的广泛讨论。
微塑料污染的源头是多方面的,包括日常生活中的塑料包装、衣物纤维的脱落、工业排放等。尽管微塑料的存在早已被发现,但它们如何进入人体、在体内的分布以及它们是否会对人体健康产生长远影响,仍然是科学界亟待解答的问题。特别是在大脑这一至关重要的器官中,微塑料的积累是否会干扰神经功能,甚至与认知障碍的发生有关,仍然没有定论。
这项研究的发现为我们敲响了警钟,表明环境污染正在以一种我们未曾完全意识到的方式影响我们的健康。微塑料是否能成为未来疾病的“隐形杀手”?它们在大脑中的沉积是否是导致神经退行性疾病的一个因素?这些问题亟待进一步的科学探索,而这项研究无疑为我们提供了深入了解这一问题的关键数据。
微塑料的全球蔓延:你我身边的隐形威胁
微塑料一般是指直径小于5毫米的塑料颗粒或碎片,它们可能源自塑料制品的降解过程,或者本身就是生产过程中就已制造出的微小颗粒。这些塑料颗粒因其体积小、坚固耐用以及化学稳定性强,难以自然降解,因此在环境中广泛存在,且难以清除。
微塑料的来源广泛。日常生活中,我们所使用的塑料包装、塑料袋、合成纤维的衣物以及一些个人护理产品中的微珠,都是微塑料的重要来源。例如,洗涤合成纤维衣物时,衣物中的合成纤维会脱落,进入下水道系统,最终进入水体并进入食物链。另一大来源则是塑料包装的降解,尤其是那些长时间暴露在环境中的塑料制品,在阳光、风吹雨打等自然因素作用下逐渐分解为微小颗粒,进入环境。
随着塑料的广泛使用,微塑料的数量也呈指数级增长。根据统计,全球每年生产的塑料制品超过3亿吨,而其中相当一部分塑料制品最终成为了微塑料。这些微小颗粒无论是漂浮在水中,还是附着在空气中的尘埃里,微塑料正逐步进入我们的日常生活,成为人类健康的隐形威胁。
微塑料的普遍存在
微塑料不仅仅存在于我们可以看到的环境中,它们已经渗透到水源、空气、土壤和食物链中。根据研究,微塑料已经在全球大部分地区的水体中被发现,尤其是在大城市和工业区的河流和海洋中。微塑料通过水体进入海洋后,成为水生生物(如鱼类、贝类和浮游生物)的摄取对象,这些水生生物最终进入我们的食物链,成为我们不经意间摄入的微塑料来源。
空气中的微塑料颗粒也是我们日常生活中的潜在风险。有些微塑料颗粒的直径非常微小,它们可以随风飘散,最终进入呼吸系统。研究表明,尤其在塑料污染较严重的地区,空气中的微塑料浓度可能远高于我们预期的水平。这些颗粒不仅能进入我们的肺部,还可能通过血液循环进入身体的其他部位。
在这些过程中,微塑料通过无声无息的方式,渗透到我们赖以生存的自然环境中,并在不知不觉中进入人体。
微塑料进入人体:未曾察觉的健康威胁
人体内的微塑料积累
在人体内,微塑料的积累逐渐引起了研究人员的关注。研究发现,微塑料在肝脏、肾脏和大脑等重要器官中都有较高的浓度。通过使用热解气相色谱-质谱联用技术(Py-GC/MS),研究人员能够准确地检测并定量微塑料在人体组织中的浓度。根据研究数据,2024年样本中,肝脏和肾脏的微塑料浓度分别为433 µg/g和404 µg/g,而大脑中的微塑料浓度则显著高于其他器官,达到了4917 µg/g。这一发现表明,大脑作为人体最复杂的器官之一,可能比其他器官更容易积累微塑料。尤其是聚乙烯(PE)的含量,这种塑料在大脑中的占比高达75%。PE是一种常见的塑料材料,广泛用于包装、塑料袋、衣物和其他日常用品中。根据研究数据,PE在大脑中的高浓度可能与其对塑料的选择性积累有关。
此外,研究还发现,微塑料在大脑中的积累不仅仅是聚乙烯,其他种类的塑料也以不同的比例存在。尽管PE在大脑中的浓度最高,但聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和丁苯橡胶(SBR)等塑料材料在大脑中的积累也有所体现。这些塑料材料通常通过空气、食物或水源进入人体,并逐渐在各个器官中积累。特别是在大脑中,这些微小的塑料颗粒不仅在神经细胞间隙中积累,还可能进入脑血管系统,影响血脑屏障的功能。
研究显示,微塑料的积累与时间密切相关。2024年样本中,大脑中的微塑料浓度普遍高于2016年的样本,这表明随着时间的推移,微塑料在人体中的浓度不断上升。具体来说,2024年大脑样本中的微塑料浓度为4917 µg/g,而2016年样本中的浓度为3345 µg/g。这一趋势反映了微塑料污染的逐年加剧,特别是在大脑等关键器官中的积累。随着环境中微塑料浓度的升高,人体内的微塑料积累也在持续增加。
微塑料(MNP)在样本中的浓度(Credit:Nature Medicine)
微塑料浓度的整体分布:图a显示了肝脏、肾脏和大脑中微塑料的浓度,样本来自20-28个不同参与者。数据显示,大脑中的微塑料浓度显著高于肝脏和肾脏(P
微塑料的聚合物分布:图b展示了12种不同聚合物在肝脏、肾脏和大脑中的分布,结果表明,聚乙烯(PE)在大脑中的积累远高于肝脏或肾脏。
聚乙烯浓度的趋势:图c中,PE的浓度在所有器官中表现出相似的趋势,其浓度高于其他塑料材料,并且在大脑中浓度最高。
不同来源的脑样本:图d展示了来自1997至2013年间不同来源的脑样本(如来自杜克大学、哈佛大学和马里兰大学等脑组织库)的微塑料浓度。结果表明,来自这些机构的脑样本的微塑料浓度较低。与此相比,来自新墨西哥大学(UNM)脑组织库的痴呆症患者样本(n=12)中,微塑料浓度显著较高。
痴呆症与微塑料积累的关系:来自新墨西哥大学的痴呆症患者的脑组织样本中,微塑料浓度远高于未患痴呆症的正常人群。这一现象的线性回归趋势显示出显著的统计意义(P
微塑料对大脑健康的潜在影响
尽管目前尚无确凿证据表明微塑料直接导致神经退行性疾病,但研究结果无疑为微塑料可能对大脑健康产生影响提供了重要线索。研究人员推测,微塑料颗粒的积累可能通过几种机制影响大脑功能。首先,微塑料颗粒可能引发局部的免疫反应,导致神经炎症。长期的神经炎症已被证明与阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病的发生密切相关。其次,微塑料可能通过破坏神经细胞的膜结构或干扰细胞间的信号传导,影响神经细胞的正常功能。
研究表明,在患有痴呆症的患者的大脑样本中,微塑料的积累明显更为显著。这些患者的大脑中,微塑料不仅大量存在于神经组织内,还在血管壁和免疫细胞周围积聚。具体来说,微塑料在痴呆症患者的大脑中的浓度达到了26,076 µg/g,这一数值显著高于正常人群的大脑样本。尽管我们不能简单地将微塑料的积累与痴呆症的发生直接关联,但微塑料可能通过加剧大脑中的免疫反应或影响神经传递,成为神经退行性疾病发展的一个潜在因素。
此外,微塑料的长期积累可能还会干扰脑血管的正常功能。研究表明,微塑料颗粒可能会破坏血脑屏障的完整性,增加有害物质进入大脑的机会,进一步加剧神经细胞的损伤。随着微塑料污染的不断加剧,尤其是在都市环境中,这一问题可能会变得更加突出。
应对微塑料污染:从个体到社会的行动
面对微塑料污染的日益严重,我们每个人在减少微塑料暴露方面都可以发挥重要作用。从日常生活中的小细节到大规模的社会行动,我们都可以采取有效的措施,减少微塑料对人体的潜在威胁。
减少一次性塑料使用
最直接且有效的措施之一是减少一次性塑料制品的使用。例如,避免使用塑料袋、一次性塑料餐具和塑料包装。通过选择可重复使用的购物袋、玻璃或不锈钢容器来替代一次性塑料制品,个人可以在很大程度上减少微塑料的摄入。根据研究,塑料包装和食品容器是微塑料通过饮食进入人体的主要途径之一。转向使用环保材料,既能减少塑料污染,也能有效降低微塑料暴露的风险。
优化衣物选择,减少微纤维排放
除了塑料包装,合成纤维的衣物也是微塑料的重要来源。合成纤维(如聚酯、尼龙等)在洗涤过程中会释放出微小的纤维颗粒,这些颗粒最终进入水体并进入食物链。每次洗衣时,合成纤维的衣物都会掉落数千微小纤维,最终可能成为我们无意中摄入的微塑料。减少合成纤维的使用,选择天然纤维(如棉、羊毛和丝绸)作为衣物材料,是一种有效的策略。此外,使用微纤维过滤器来捕捉洗衣水中的微塑料颗粒,也是一种能够减少微塑料排放的有效手段。
改善饮用水的质量
水是微塑料污染的重要载体。根据研究,微塑料颗粒已经在全球的河流、湖泊和海洋中普遍存在,饮用水中的微塑料颗粒可能成为我们身体中微塑料的来源之一。为了减少通过饮用水摄入微塑料,使用高效的水过滤系统是一个行之有效的方法。现代水处理技术可以有效去除水中的微塑料颗粒,减少其对人体的影响。此外,饮用瓶装水时,选择那些采用环保材料或不含微塑料的瓶子,也是减少暴露的一种方式。
减少空气中的微塑料颗粒
微塑料不仅可以通过食物和水进入人体,它们还通过空气中的微小颗粒进入呼吸系统。特别是在塑料污染较严重的地区,空气中的微塑料浓度可能更高。为了减少空气中微塑料的吸入,我们可以采取保持室内空气流通、避免使用含有微塑料颗粒的清洁产品等措施。此外,佩戴口罩、避免在污染较重的地区长时间停留,也能有效减少通过呼吸途径摄入微塑料的风险。
社会行动:更严格的环境政策和监管
尽管个人可以采取措施减少微塑料的暴露,但要真正解决微塑料污染问题,仍然需要社会层面的大规模行动。这不仅仅是每个人的责任,更需要政府、企业和全球环保组织的共同努力。
推动政策法规的制定与执行
政府应当制定和执行更严格的塑料生产和使用政策,减少一次性塑料的生产与消费。为了减少塑料制品对环境的污染,政府可以采取一系列措施,如征收塑料税、提供塑料替代品的补贴、鼓励塑料回收和再利用等。通过政策的引导和约束,可以大幅减少塑料的生产和废弃,进而减少微塑料污染的源头。
同时,政府还应加强对微塑料污染的监测与治理,特别是在水体和空气中的微塑料污染。通过制定微塑料的浓度限值和标准,推动各国环保机构和研究机构开展微塑料的监测与治理工作,确保公众的健康不受微塑料的威胁。
推动塑料回收与循环经济
目前,大部分塑料制品最终都会进入垃圾填埋场、河流或海洋,成为微塑料污染的源头。要有效应对这一问题,必须建立完善的塑料回收体系,推动塑料制品的回收与再利用。塑料循环经济是一种有效的解决方案,通过减少塑料的生产和废弃,促进塑料材料的循环使用,能够显著减少微塑料污染。
此外,政府应鼓励企业研发可降解的环保塑料替代品。随着科技的发展,越来越多的可降解塑料和替代材料被投入使用,这些材料不仅能减少微塑料的产生,还能减少环境污染的长期负担。政府应通过政策支持和资金投入,推动这些环保替代品的研发和应用。
全球合作与国际行动
微塑料污染是一个全球性问题,单靠某一国或某一地区的努力是远远不够的。全球各国应加强合作,共同应对微塑料污染的挑战。通过制定国际环保协议,推动全球范围内的环境保护行动,可以有效控制微塑料的排放。全球环保组织和跨国企业应加强合作,推动全世界范围内的塑料减少和回收工作。
此外,跨国科研合作也是非常重要的。全球的研究人员应携手开展微塑料的跨国监测与研究工作,深入探索微塑料对人体健康、生态环境以及全球气候变化的长远影响。通过分享数据和研究成果,可以加速科学对微塑料污染的认识,并推动全球政策的完善。
参考文献
Nihart AJ, Garcia MA, El Hayek E, Liu R, Olewine M, Kingston JD, Castillo EF, Gullapalli RR, Howard T, Bleske B, Scott J, Gonzalez-Estrella J, Gross JM, Spilde M, Adolphi NL, Gallego DF, Jarrell HS, Dvorscak G, Zuluaga-Ruiz ME, West AB, Campen MJ. Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains. Nat Med. 2025 Feb 3. doi: 10.1038/s41591-024-03453-1. Epub ahead of print. PMID: 39901044.
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