最新研究：瓶装水含十数万纳米塑料 可侵入人体细胞

研究人员表示，纳米塑料的平均宽度只有人类头发丝的千分之一，因此可以通过消化道或肺部的组织迁移到血液中，将潜在有害的合成化学物质分布到全身和细胞中。

这项研究由国际学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)于北京时间1月9日在线发表。

研究团队主要研究了美国在售的三个流行品牌瓶装水，一升水中塑料碎片的实际数量在110,000 到 370,000 个之间，平均含有 240,000 个来自七种塑料的塑料颗粒，其中90%的塑料颗粒小于1微米，被称为纳米塑料。 其余为微塑料。纳米塑料与微塑料不同：微塑料是聚合物碎片，尺寸范围从小于 0.2 英寸(5 毫米)到 1/25,000 英寸(1 微米)。更小的纳米塑料，必须以十亿分之一米为单位进行测量。研究人员并未披露他们研究的瓶装水品牌。

该论文的标题是《利用SRS显微镜对纳米塑料进行快速单颗粒化学成像》(Rapid Single-particle Chemical Imaging of Nanoplastics by SRS Microscopy)。哥伦比亚大学的研究人员通过一种新技术，可以查看、计数和分析瓶装水中纳米粒子的化学结构。这项新技术实际上能够在水中看到数百万个纳米颗粒，这些纳米颗粒可能是“无机纳米颗粒、有机颗粒和一些其他塑料颗粒，不属于我们研究的七种主要塑料类型”，共同作者、环境化学家颜备战(音：Beizhan Yan)如此解释。他也是哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站( Lamont-Doherty Earth Observatory.)副研究教授。

严重威胁健康

专家表示，纳米塑料是对人类健康最令人担忧的塑料污染类型。这是因为微小颗粒可以侵入主要器官中的单个细胞和组织，可能会中断细胞过程并沉积干扰内分泌的化学物质，例如双酚、邻苯二甲酸盐、阻燃剂、全氟和多氟物质(PFAS)和重金属。

宾夕法尼亚州立大学贝伦德分校可持续发展主任雪莉·“山姆”·梅森(Sherri“Sam”Mason)在就此话题接受CNN采访时解释说，“所有这些化学物质都用于制造塑料，因此如果塑料进入我们体内，它就会携带这些化学物质。由于身体的温度高于外界，这些化学物质将从塑料中迁移出来，最终进入我们的身体。”梅森并未参与该项研究，她是 2018 年一项研究的合著者，该研究首次在 9 个国家 11 个不同品牌销售的 93% 的瓶装水中检测到微米和纳米塑料的存在。

“婴儿和幼儿可能面临最大的风险，因为他们正在发育的大脑和身体往往更容易受到有毒物质暴露的影响。”梅森说：“这些化学物质可以被带到你的肝脏、肾脏和大脑，甚至穿过胎盘边界，最终进入未出生的孩子体内。”

研究合著者、药理学和化学副教授菲比·斯塔普顿 (Phoebe Stapleton) 表示，在对怀孕小鼠的研究中，研究人员在怀孕母鼠摄入或吸入塑料颗粒 24 小时后，在发育中胎鼠的大脑、心脏、肝脏、肾脏和肺部发现了塑料化学物质。

同样的情况，“目前在人类胎盘中发现了微米和纳米塑料，”斯塔普顿表示“人类肺部组织、粪便和血液中也有发现。”

除了塑料可能携带的化学物质和有毒金属之外，另一个相对未经研究的领域是塑料聚合物本身是否也对身体有害。“塑料的新前沿是了解聚合物，”梅森说。“我们了解聚合物对人类健康的潜在影响的能力非常有限，因为我们无法检测到这一水平。现在，通过这种新方法，我们将能够开始这样做。”

人类“吞下”了哪些塑料?

该研究识别瓶装水中纳米塑料颗粒的新方法依赖于拉曼光谱的改良版本，这是一种基于激光的技术，可以通过测量分子响应光的振动方式来分析细胞的化学成分。

改进后的版本称为受激拉曼散射显微镜(SRS)，它增加了第二个激光，“将之前的信号放大几个数量级，从而可以检测到以前看不见的纳米颗粒”，资深作者、哥伦比亚大学化学教授魏敏(音：Wei Min)说。2008 年她与合作者一起发明了 SRS。

“这项研究是第一个将这种显微镜应用于纳米塑料世界的研究，”魏敏说。

通过显着增强图像，SRS 可以在几微秒内清晰地识别和捕获纳米粒子的图像，而不是旧技术所需的数小时，而且不会损害被成像的组织。截至发表时，该研究的算法能够识别七种类型的塑料：聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。

“根据其他研究，我们预计瓶装水中的大部分微塑料将来自塑料瓶本身的泄漏，塑料瓶通常由 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料制成，”哥伦比亚大学化学博士生钱乃新(音：Naixin Qian)解释说。“然而，我们发现一瓶水中实际上有许多不同类型的塑料，而且不同的塑料类型具有不同的尺寸分布，”她说。 “PET 颗粒较大，而其他颗粒则小至 200 纳米，小得多。”

研究发现，反复打开和关闭瓶盖、挤压瓶子或使其受热(例如在汽车中)，可以使 PET 塑料颗粒脱落。

未来何时来

既然纳米塑料可以被识别和分类，就有可能研究各种问题的答案。例如，如果瓶装水中漂浮的纳米塑料不是来自瓶子本身，那么它们来自哪里?哥伦比亚大学研究小组正在研究一种假设，即其他纳米塑料可能来自水源，可能受到制造过程中某些部分的污染。

另一个重要问题：瓶装水和自来水哪个纳米塑料和化学残留物更少?

“多项研究报告自来水中的微塑料含量较低。因此，考虑到自来水的共同来源，预计自来水中纳米塑料的含量也会降低，这是合理的。”严备战介绍说。“我们现在正在对此进行研究。”

一旦塑料聚合物和内分泌干扰化学物质进入人体细胞，会发生什么?入侵者是否会留下来，通过扰乱或破坏细胞过程来造成严重破坏，或者身体是否成功地将它们驱逐出去?

对此斯特普顿说：“我们知道这些微粒正在进入体内，而且我们知道更大比例的较小纳米粒子正在进入细胞，但我们不知道它们到底要去细胞中的什么地方，也不知道它们在做什么。我们不知道他们是否或如何再次回来。”

然而，“新技术非常适合分析人体组织样本，应该很快就会提供一些答案”，魏敏表示。“如果你看一下我们的原始数据，它实际上是一系列图像。事实上，我们有大量数据可以显示粒子是否已经进入某种类型细胞的特定位置，那么我们将能够在空间中精确定位它。”

在科学探索这些问题和其他问题的同时，人们可以采取一些措施来减少塑料接触。

如，避免使用塑料容器盛放食物和饮料;穿天然面料制成的衣服;购买天然材料制成的消费品，总之，简单地盘点日常生活中的塑料，并在可行的情况下寻找替代品。