为什么国家要发展生物降解塑料?传统塑料为何后患无穷?
禁塑新观察报道
1907年通过对酚、醛反应过程中的温度和压力的控制,列奥在1907年成功制作出我们俗称的酚醛树脂。
随后的几十年,人类在此基础上不断地发明出各种新塑料材料,塑料工业逐渐蓬勃发展起来。1959年,瑞典包装设计师斯滕·古斯塔夫·图林设计了一体式聚乙烯购物袋。他认为这项发明将拯救人类和地球,人类不用再砍伐森林制造纸袋。在之后短短的十余年内,塑料袋便几乎完全替代了纸袋。
人类生产的塑料只有其中的9%得到了回收利用,12%被焚烧,剩下的79%,也就是超过55亿吨的塑料进入自然界或填埋场污染着地球环境,危害我们的健康。
据估计,由于工业生产过程,每年排放进海洋的塑料甚至高达1200万吨。
在自然条件下,经过风吹、日晒、海洋的波浪等作用,这些塑料垃圾逐步分解、破碎,成了一个个微小的塑料颗粒,我们称为微塑料(Microplastics)。这些塑料被水生生物和人体通过水、食物和我们呼吸的空气摄入。全世界83%自来水样品中也有它们的身影。
微塑料的尺寸范围从0.1微米到5毫米不等,主要由聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺和丙烯酸制成。一微米大小的塑料颗粒几乎无处不在:海洋中、空气中、喜马拉雅山脉的雪中,甚至在人类胎盘中。牙膏、防晒霜、普通化学品或包装也含有塑料。
尽管研究表明,食用微塑料不会导致死亡或立即或食物中毒,但越来越多的证据表明,微塑料会从各种方面对人体造成长期的伤害。越来越多的科学家们试图搞清楚,这种广泛而复杂的微塑料污染,究竟如何影响动物和生态系统。随着研究者积累到更多数据,他们开始意识到,这些发现不过是问题的冰山一角。
一、进入人体内循环的微塑料
在2008年以前,很多研究人员认为,动物可以排泄掉摄入的任何微塑料,例如他所说的“非自然纤维”。然而,生态毒理学家马克·布朗(Mark Browne)对此并不完全确信。他做了一个实验:先把蓝蚌放进水槽,再放入涂有发光材料、比人类血细胞更小的微塑料,在蓝蚌摄入这些微塑料之后,再把它们放进干净的水中。
蓝蚌体内的微塑料 | Mark Anthony Browne
鱼类、蚯蚓和其他动物的体内出现微塑料,这种现象足够让人不安了。但如果这些微粒一直留在体内,尤其是从内脏转移到血液循环系统和其他器官,就会造成真正的伤害。
科学家已经观察到身体伤害的迹象,比如由微粒撞击和摩擦器官壁引发的炎症。
二、微塑料影响人类繁衍
在2018年举行的欧洲肠胃病学会上,研究人员报告称,首次在人体粪便中检测到多达9种微塑料,它们的直径在50到500微米之间。这项研究表明,塑料会最终到达人体肠胃。这对于我们,可能不是个好消息。
最小的微塑料能进入血液、淋巴系统甚至肝脏,肠道中的微塑料也可能影响消化系统的免疫反应。微塑料会对器官产生物理伤害,其过滤出的有毒化学物质,如内分泌干扰素BPA和农药,也能破坏免疫功能,并危害生物的生长和繁殖!
最重要的问题在于,这些物理和化学作用是否会最终影响生物的生长、繁衍或易患病性。今年3月发表的一项研究表明,暴露在微塑料中的鱼类减少了生殖,而其后代在未直接暴露于微塑料时也是如此。这表明,微塑料可以影响物种的后代。
研究人员指出,有些动物未受微塑料的负面影响,如片脚类的淡水甲壳动物,也许它们能应对石块这样难消化的自然物质。对于有的生物来说,某种微塑料可能有毒,而其他种类则没有。
我们常用的塑料之一PVC通过添加增塑剂软化以后,就可以制作成各种产品。
其中最常见的增塑剂是邻苯二甲酸酯。邻苯二甲酸酯是一类内分泌干扰物,会伤害生殖和神经系统,特别是对婴儿和幼儿的危害更大,会导致男童女性化、女童性早熟等问题。双酚A也是一种内分泌干扰物,乳腺癌、前列腺癌等疾病都和双酚A的干扰有一定关系。
三、微塑料影响人类细胞形态
URV物理与无机化学系的物理学家Vladimir Baulin,与德国萨尔大学的Jean-Baptiste Fleury合作,在最近的一项研究中发现,微塑料可以通过附着和收紧脂质膜来机械地破坏脂质膜的稳定性。该研究结果发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上。
研究结果表明,微塑料拉伸了人体红细胞的细胞膜,大大降低了它们的机械稳定性,这可能会影响它们的正常功能,并改变它们运输氧气的能力。通过对理论模型的实验测试,可以得出关于这一机制的普遍有效性的结论,这一结论可以转移到大量的人体细胞或器官中。
细胞膜被认为具有与液体相似的性质。众所周知,对液体的任何机械作用都会随着时间的推移而消失。“然而,令人惊讶的是,我们观察到人造细胞和红细胞的膜在微塑料存在的情况下伸展,”他继续说。据研究人员称,人类红细胞的细胞膜显然会自发变形,这就解释了这些微塑料对细胞膜的巨大影响。
四、微塑料破坏海洋环境
微塑料对海洋浮游植物的生长会产生不利影响,比如海上漂浮的微塑料对太阳光有遮挡与反射作用,会阻碍浮游植物对太阳光的吸收,影响浮游植物光合作用的能力,进而破坏海洋生态系统的稳定。
当塑料被海鸟、鱼类等海洋生物摄食后,会损害海洋生物的消化道,或刺激其胃肠组织产生饱胀感而停止进食,从而导致海洋动物死亡。
五、中国大力发展的生物降解塑料又如何?
与传统塑料不同,生物降解塑料,是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下,和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最终完全降解变成二氧化碳(CO2)或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质(如微生物死体等)。这样降解的塑料不会产生微塑料对人类更为友好。
另外,生物降解塑料的聚酯结构,决定了其相比传统塑料如聚乙烯等,主链上有机碳含量更低,在焚烧时候更容易充分燃烧。焚烧处理时,生物降解塑料比传统塑料不会产生更多废气。
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