从鱼类到人类，微塑料入侵可能正在造成损害

这是由三部分组成的系列文章的第二篇，探讨了我们对微塑料污染的范围和影响日益增长的理解。

马克·布朗有所怀疑。他希望从蓝贻贝中提取并放在特殊显微镜下的干血样本能够告诉他他的判断是否正确。当贻贝血细胞的模糊三维图像出现时，它们就在那里，正中间——微小的塑料斑点。

虽然海龟吃塑料袋的照片已成为人类塑料垃圾造成的环境危害的典型代表，但像布朗这样的研究表明，问题的范围远大于我们能看到的垃圾。微小的降解塑料碎片、合成纤维和塑料珠，统称为微塑料，已出现在地球的每个角落——从佛罗里达州的海滩沙滩到北极海冰，从农田到城市空气。

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它们的大小——从大约五毫米，或一粒米的大小，到微观级别——意味着它们可以被各种生物摄入，从构成海洋食物链基础的浮游生物到人类。正如布朗 2008 年的研究首次证明的那样，这些塑料颗粒并非总是无害地通过身体。“这一发现是那种苦乐参半的时刻之一，”悉尼新南威尔士大学的生态毒理学家说。“您很高兴您所做的一些预测已经成真——但随后您又感到沮丧”，因为这可能具有深刻的生态影响。

摄入的微塑料颗粒会对器官造成物理损伤，并浸出有害化学物质——从破坏内分泌的双酚 A (BPA) 到农药——这些物质会损害免疫功能并阻碍生长和繁殖。微塑料和这些化学物质都可能在食物链中积累，可能影响整个生态系统，包括我们种植食物的土壤的健康。我们饮用的水和呼吸的空气中的微塑料也可能直接影响人类。

布朗是数十位试图弄清楚这种广泛存在的、各种各样的微塑料污染可能对动物和生态系统造成什么影响的科学家之一。令人兴奋的证据正在浮出水面，从鱼类繁殖能力受损到土壤微生物群落改变。随着研究人员积累更多数据，“我们开始意识到我们才刚刚触及这个问题冰山一角，”布朗说。

对器官和血液的威胁

当布朗在 2008 年用蓝贻贝做实验时，许多研究人员认为动物会像布朗所说的“非天然纤维”一样，排出它们吃下的任何微塑料——但他不太确定。他通过将贻贝放入装有荧光标记的微塑料颗粒（小于人类红细胞）的水箱中来测试这个想法，然后将它们转移到干净的水中。六周来，他收获贝类，看看它们是否清除了微塑料。“我们实际上用完了贻贝，”布朗说。在这些试验结束时，颗粒“仍然在它们体内”。

仅仅是鱼类、蚯蚓和其他物种体内存在微塑料就令人不安，但如果微塑料停留下来，真正的危害就发生了——特别是当它们从肠道进入血液和其他器官时。包括布朗在内的科学家已经观察到物理损伤的迹象，例如颗粒刺伤和摩擦器官壁引起的炎症。研究人员还发现，摄入的微塑料会浸出有害化学物质，包括生产过程中添加到聚合物中的化学物质和环境污染物，如被塑料表面吸引的农药，从而导致肝损伤等健康影响。西班牙 IMDEA 水研究所的生态毒理学家马可·维吉是进行测试的研究人员之一，旨在了解不同聚合物会吸收哪些类型的污染物，以及它们是否会释放到食用它们的淡水和陆生动物体内。湖泊和土壤中微塑料的数量可能与据估计漂浮在海洋表面的 15 万亿吨以上的颗粒物相当。

最重要的是，这些物理和化学影响是否最终会影响生物的生长、繁殖或对疾病的易感性。在令人惊讶的三月份发表的研究中，不仅暴露于微塑料的鱼类繁殖力下降，而且它们的后代（未直接暴露于塑料颗粒）的幼崽也更少，这表明这些影响可能会持续到后代。挪威科技大学的生态毒理学家马丁·瓦格纳说，一些生物，如被称为片脚类动物的淡水甲壳类动物，尚未表现出任何不良影响，这可能是因为它们可以处理天然的、难以消化的物质，如小石块。多伦多大学的微塑料研究员切尔西·罗克曼说，一些物种已经表现出某些类型塑料的微塑料暴露带来的毒性影响，但另一些则没有。

大多数关于微塑料影响的研究都是在实验室中短期进行的，仅使用单一类型的塑料，通常颗粒比某些物种倾向于食用的颗粒更大，并且浓度高于环境中发现的浓度。瓦格纳说，这些研究“不会告诉我们低浓度下发生的长期生态后果”。他是开始弥合这一差距的几位研究人员之一，他通过将动物与它们最有可能遇到的聚合物和污染物相匹配，并将现实世界的复杂性纳入其中，在现实世界中，微塑料“不会是唯一的压力源”，瓦格纳说。对于受到化学污染物、过度捕捞和气候变化等压力影响的物种来说，微塑料可能是最后一根稻草。“这真是太复杂了，”瓦格纳说。

迎接混乱

在德国法兰克福植物园的绿色草坪上，混乱的、真实世界的条件是目标。一排排相同的小池塘横跨草地，暴露在自然环境中。瓦格纳在每个池塘中加入了不同的微塑料颗粒——一些是原始聚合物，一些被污染物污染——以观察淡水昆虫和浮游动物的状况。虽然瓦格纳尚未观察到任何明显的影响，但他正在调查某些生物是否表现出更微妙的伤害迹象，这可能会在整个生态系统的食物网中产生连锁反应。

即使在个别物种似乎没有遭受痛苦的情况下，也可能发生这种连锁反应。布朗的贻贝没有表现出短期不良影响，但他担心它们积累的微塑料可能会转移到吃它们的动物身上。“它们可能对其他生物不太友好，”他说。

与瓦格纳一样，布朗也正在进一步深入真实世界。他有几个冰柜的鱼类和其他从悉尼港捞出的生物，他将检查它们是否摄入了微塑料。他的团队将把这些与微塑料可能进入港口的途径联系起来，并寻找生态破坏的迹象，例如种群规模的变化。这种方法意味着动物可以正常行为，并暴露于典型的环境条件，如潮汐和风暴，以及其他一系列压力因素，如不断变化的海洋温度和工业污染物。“我们想要一个混乱的系统，因为如果有什么东西能在那个混乱的系统中，在其他压力之上造成影响，我们就知道我们真的、真的需要担心它，”布朗说。

柏林自由大学的植物生态学家马蒂亚斯·里利格已经展示了微塑料如何通过改变生物体的环境来影响生物体。在他最近共同撰写的一项研究中，富含聚酯微纤维的土壤更加蓬松，更能保持水分，并且似乎影响了对土壤养分循环至关重要的微生物的活动。考虑到世界各地的农民都在农业用地上施用富含微纤维的处理过的污水污泥作为肥料，这一发现是早期但令人担忧的发现。里利格也是正在研究土壤中的微纤维可能如何影响作物生长的几位科学家之一。

回到原点

微塑料可能更直接地威胁到人类。四月份发表的一项研究发现，在包装好的海盐、啤酒、瓶装水和自来水中都存在颗粒和微纤维，这几乎可以肯定我们正在摄入微塑料。在瓶装饮料中，微塑料可能在装瓶过程中渗入；微纤维可能从大气中落入供应自来水的蓄水池中。即使对于浸淫于该领域的研究人员来说，“这仍然令人震惊，”罗克曼说。“这只是表明我们对废物的管理不善正在反噬我们。”

由于故意给人类喂食剂量的微塑料颗粒是不道德的，因此一些研究人员，如布朗，已转向医学研究，这些研究使用颗粒将精确剂量的药物输送到身体的特定区域，以更好地了解微塑料可能在人体内移动的容易程度。如果颗粒足够小，它们可能会在体内迁移，并可能积聚在血液等部位。一项对注射了微塑料的仓鼠的研究表明，这种颗粒会导致血栓。

人类也可能吸入从天而降的微纤维——从巴黎市中心到偏远的北极地区。已知小的空气传播颗粒会深入肺部，在那里它们可能导致各种疾病，包括癌症。处理尼龙和聚酯的工厂工人已经表现出肺部刺激和容量下降的证据（虽然不是癌症），但他们接触的水平远高于普通人。伦敦国王学院的研究助理斯蒂芬妮·赖特正试图更好地了解人类实际接触到多少微纤维，以及空气传播的微塑料是否可能穿透肺部。她还与大学的毒理学部门合作，检查他们的肺组织样本，寻找微纤维和相关损伤的迹象。

一些科学家说，关注人类体内的微塑料可能忽略了一个更大的问题：人们不断接触塑料食品和饮料容器，这可能是至少添加到塑料中的化学物质（如内分泌干扰物 BPA）的更大来源。然而，潜在的微塑料暴露并没有阻止罗克曼食用海鲜。“据我所知，好处大于坏处，”她说。可能就像许多污染物一样，存在一个阈值，超过这个阈值，微塑料就会对人类或其他物种产生毒性。“我们只需要努力了解那个阈值是什么，”她指出。

专家表示，污染物普遍存在，再加上已经观察到的危害，足以让人类开始采取行动来清理自己。“总是有问题需要解答，”罗克曼说，但我们已经到了“有足够的信息可以采取行动来寻求解决方案”的地步。

第三部分：解决微塑料污染意味着减少、回收利用——以及根本性的反思