近年來(lái)，媒體上頻頻爆出“海洋被微塑料污染，海產(chǎn)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(chǎn)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?yàn)樗鼈兙哂休p便、防水、便宜、形狀可塑、較耐用、色彩艷麗等優(yōu)點(diǎn)，自從19世紀(jì)初的工業(yè)革命時(shí)代誕生以來(lái)，已經(jīng)深深地融入了我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗Ｈ欢鼮槿藗兲峁┍憷耐瑫r(shí)，也給環(huán)境帶來(lái)了“白色污染”問(wèn)題。

為了遏制“白色污染”的擴(kuò)張，2008年6月1日，我國(guó)開(kāi)始實(shí)施的“限塑令”對(duì)塑料袋的無(wú)限制使用踩了一腳“剎車”，使得許多消費(fèi)者開(kāi)始改變自己的習(xí)慣，比如多次重復(fù)使用塑料袋，或者改為用布袋、籃子來(lái)裝物品。不過(guò)，隨著電子商務(wù)和快遞業(yè)的迅速發(fā)展，“網(wǎng)購(gòu)”成了一種新的生活習(xí)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(lái)了迅猛的增加。根據(jù)國(guó)家郵政局公布的2018年數(shù)據(jù)，全國(guó)快遞服務(wù)業(yè)業(yè)務(wù)量累計(jì)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(gè)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(huì)憑空消失

1997年，美國(guó)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(guó)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(jiàn)日用塑料制品，污染海域面積達(dá)250萬(wàn)平方千米，相當(dāng)于150座夏威夷島。時(shí)隔14年后，摩爾團(tuán)隊(duì)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(jué)。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(lái)，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(jìn)入了海洋。在洋流、季風(fēng)、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(yuǎn)海，從海洋表層轉(zhuǎn)移到大洋深淵。

塑料的降解，本質(zhì)上就是高分子聚合物長(zhǎng)鏈的斷裂過(guò)程。塑料進(jìn)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(jù)表明，從大的塑料碎片形成微塑料的過(guò)程較快，而微塑料降解到更小的顆粒直至礦化的過(guò)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(guó)科學(xué)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(jí)微塑料”，相應(yīng)的還有“初級(jí)微塑料”，是指專門制作的微小塑料顆粒工業(yè)產(chǎn)品。如有的化妝品添加了增強(qiáng)清潔能力的“磨砂”，就是微塑料顆粒，這些微塑料一經(jīng)使用便被沖入下水道。同樣，我們?cè)谙赐暌路罂偰馨l(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)的過(guò)濾網(wǎng)兜內(nèi)積攢了大量線團(tuán)，其實(shí)大部分是衣物中的聚酯纖維，那些沒(méi)有被捕獲的聚酯纖維就被直接沖入下水道。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每次衣物洗滌都會(huì)產(chǎn)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(duì)污水進(jìn)行機(jī)械清渣，無(wú)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(jìn)入海洋。

盡管早在上世紀(jì)70年代，海洋微塑料相關(guān)的研究工作已經(jīng)開(kāi)展，但當(dāng)時(shí)人們對(duì)這種小粒徑的污染物并未予以足夠重視。近年來(lái)，隨著科學(xué)家相繼在多個(gè)海域的水體和沉積物中發(fā)現(xiàn)微塑料，人們這才意識(shí)到微塑料污染已經(jīng)成為了一個(gè)全球性的環(huán)境問(wèn)題。此外，在遠(yuǎn)離海洋的內(nèi)陸地區(qū)，人們?cè)谕寥馈⒑恿骱秃粗幸舶l(fā)現(xiàn)了微塑料的蹤跡。由此看來(lái)，微塑料污染就像空氣里的PM2.5顆粒那樣，沒(méi)人能夠置身其外。

一再敲響警鐘

據(jù)估計(jì)，海洋里目前存留有1.5億噸塑料，這個(gè)數(shù)值還在以每年800萬(wàn)噸的速度持續(xù)增長(zhǎng)，意味著每分鐘有15噸塑料垃圾被傾倒進(jìn)海洋。如果以現(xiàn)在的速度持續(xù)發(fā)展而不加以控制，預(yù)計(jì)到2050年，海洋中的塑料垃圾總重量將超過(guò)魚(yú)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(jìn)入海洋，然而正如我們所看到的，海洋表面并沒(méi)有覆蓋滿滿一層塑料垃圾。隨著時(shí)間流逝，部分塑料垃圾甚至?xí)暮Ｑ蟊砻妗跋А薄＿@一現(xiàn)象也被科學(xué)家所證實(shí)。美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所的海洋學(xué)教授卡拉·拉文德·勞（Kara Lavender Law）對(duì)西北大西洋環(huán)流帶塑料富集區(qū)的調(diào)查結(jié)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(guān)。常見(jiàn)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(huì)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(nèi)塑料污染研究的美國(guó)環(huán)境學(xué)家馬庫(kù)斯·埃里克森（Marcus Eriksen）認(rèn)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(huì)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(shí)上，微塑料對(duì)海洋的影響遠(yuǎn)不止于對(duì)環(huán)境本身的污染破壞，其對(duì)海洋生物也有巨大的影響。即使只有1～2厘米的箭蟲(chóng)（Sagitta）也會(huì)攝入微塑料，而且可造成嚴(yán)重影響。來(lái)自英國(guó)的浮游生物學(xué)家理查德·柯比（Richard Kirby）首次拍攝到了箭蟲(chóng)攝食微塑料的場(chǎng)景。其實(shí)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(gè)現(xiàn)象意味著微塑料可通過(guò)多條食物鏈組成的食物網(wǎng)逐級(jí)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(cè)視圖），/3、攝入7.3 微米聚苯乙烯微珠的早期雙殼類幼蟲(chóng)，4、攝入20.6 微米聚苯乙烯微珠的十足類蟹幼蟲(chóng)（側(cè)視圖），5、攝入30.6 微米的十足類瓷蟹幼蟲(chóng)（側(cè)視圖），6、長(zhǎng)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(zhǎng)角寬水蚤糞便中的30.6微米聚苯乙烯微珠。（來(lái)源：Cole et al. EnvironmentalScience & Technology, 2013）

食鹽中也檢測(cè)出微塑料的身影

正是因?yàn)榇罅康难芯孔C據(jù)表明微塑料在食物鏈（網(wǎng)）中存在層層轉(zhuǎn)移，人們開(kāi)始關(guān)注人類攝入微塑料的問(wèn)題。

2015年10月，華東師范大學(xué)施華宏教授的研究團(tuán)隊(duì)在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》(Environmental Science & Technology）期刊上發(fā)表論文，提到在多個(gè)品牌和來(lái)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(gè)/千克，湖鹽為43～364個(gè)/千克，井鹽為7～204個(gè)/千克。對(duì)比可以看出，海鹽中的微塑料含量最高。

這一結(jié)果經(jīng)一些媒體報(bào)道后，一時(shí)在社會(huì)上引起了恐慌。有人開(kāi)始擔(dān)心自家的鹽罐，甚至有的媒體以“吃鹽等于吃塑料”這種標(biāo)題來(lái)吸引眼球。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)其實(shí)是按照國(guó)際上通行的辦法來(lái)檢測(cè)的。將食鹽樣品充分溶解后，通過(guò)孔徑為5微米（1微米＝1/1000毫米）的硝酸纖維濾膜過(guò)濾，在室溫干燥后，再觀察濾膜上的顆粒。首先用光學(xué)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(jī)選一些顆粒，用顯微傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)量光譜來(lái)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(shí)，不僅食鹽已經(jīng)淪陷，龍蝦、貝類、魚(yú)類、蜂蜜、自來(lái)水、啤酒等多種食物中均已被檢測(cè)出含有微塑料。

雖然大多數(shù)海產(chǎn)品中已證實(shí)含有微塑料，但是人們?cè)诔贼~(yú)時(shí)攝取的微塑料的數(shù)量比吃貝類時(shí)攝取的微塑料少。因?yàn)槲覀冊(cè)谂腼凈~(yú)類時(shí)，一般都會(huì)首先把魚(yú)的內(nèi)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(dòng)物體內(nèi)的微塑料卻依然會(huì)在人們食用貝類的過(guò)程中被攝入。2018年10月，奧地利維也納醫(yī)科大學(xué)的醫(yī)學(xué)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(lái)自歐洲不同國(guó)家和日本的志愿者糞便樣本中檢測(cè)出了微塑料。調(diào)查顯示，他們?cè)谝恢芮霸秤眠^(guò)由塑料袋包裝的食品，其中6人另外食用了海產(chǎn)品。這些結(jié)果表明，那些曾經(jīng)被我們?nèi)拥舻乃芰侠鴵u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(shí)驗(yàn)已證實(shí)微塑料能被生物攝食。除了會(huì)造成生物體攝食效率降低、能量缺乏、受傷或者死亡外，科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)現(xiàn)，微塑料的攝入會(huì)對(duì)生物造成毒性效應(yīng)，主要包括生長(zhǎng)發(fā)育不良、繁殖能力降低、行為活動(dòng)和基因表達(dá)異常及存活率降低等。而當(dāng)粒徑進(jìn)一步縮小時(shí)，海洋生物消化道中的微塑料則可能穿過(guò)腸上皮細(xì)胞，經(jīng)由消化道轉(zhuǎn)移到循環(huán)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)乃至組織細(xì)胞中，引發(fā)機(jī)體免疫系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)。不過(guò)，現(xiàn)實(shí)的水體環(huán)境往往難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)室中的高濃度暴露條件，多數(shù)情況下生物盡管會(huì)攝入微塑料，短期內(nèi)卻并不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)毒性效應(yīng)。

但是自然界中也存在數(shù)量不亞于微塑料的小顆粒物質(zhì)，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(diǎn)目標(biāo)呢？這是因?yàn)槲⑺芰喜粌H體積小、比表面積大，作為高分子化合物的本質(zhì)也決定了其表面疏水性較強(qiáng)，在環(huán)境中易與污染物，特別是有機(jī)污染物相互作用。微塑料能從環(huán)境中富集百萬(wàn)倍于環(huán)境濃度的污染物，當(dāng)其被生物攝食后，在一定條件下這些外源性污染物會(huì)從微塑料上解吸下來(lái)并進(jìn)入消化道，轉(zhuǎn)而被生物組織吸收而引起毒性效應(yīng)。同時(shí)，塑料生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高其特殊性能而添加的阻燃劑、增塑劑等物質(zhì)，也可能在經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用后重新釋放到環(huán)境中，對(duì)生物的健康產(chǎn)生不利影響。

菲利普·施瓦布的研究證實(shí)了人們?cè)谌粘Ｉ钸^(guò)程中會(huì)將微塑料吞進(jìn)肚子里，他同時(shí)也表示，由于這些微塑料體積夠大，不會(huì)透過(guò)腸上皮細(xì)胞進(jìn)入其他組織，而是直接被排泄出體外。來(lái)自聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）2017年的報(bào)告※也認(rèn)為，對(duì)于嚙齒動(dòng)物和狗來(lái)說(shuō)，粒徑大于150微米的微塑料不會(huì)被吸收，會(huì)通過(guò)糞便排出。人體如果攝入微塑料，其中的90%最后會(huì)通過(guò)消化系統(tǒng)排泄出來(lái)，可能不會(huì)對(duì)人體造成傷害。

但是，由于人體消化道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，微塑料不能被完全地排出體外，可能會(huì)殘留小部分在人體內(nèi)部蓄積起來(lái)，當(dāng)其粒徑小于20微米時(shí)，仍然存在進(jìn)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(nèi)部環(huán)境是否會(huì)加劇微塑料中有毒物質(zhì)的釋放”仍然不甚清楚，還有待學(xué)者們進(jìn)一步研究。

就環(huán)境而言，目前的研究已經(jīng)證實(shí)微塑料會(huì)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(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）上的報(bào)道，他們?cè)诘刂泻Ｎ鞅辈?40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(duì)一種冷水石珊瑚Lophelia pertusa生長(zhǎng)的影響。結(jié)果證明，大塊塑料和微塑料均會(huì)引起珊瑚鈣化率的下降，它們通過(guò)干擾珊瑚蟲(chóng)的正常捕食而阻礙其對(duì)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(zhǎng)，嚴(yán)重威脅到珊瑚礁的堆積構(gòu)成，長(zhǎng)此以往，可能會(huì)對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)造成毀滅性打擊。

本文節(jié)選自《科學(xué)世界》2019年第3期