今年3月,很多人应该都刷到过一篇新闻,说的是,人体的血液中发现了微塑料。这个事,乍一听会有些惊悚,但是仔细一想吧,好像也不奇怪,人体血液又不是化外之地,和外界也有循环,怎么就不能有微塑料?此前,早就有报道,粪便中可以检测出微塑料,也曾经让人大吃一惊。
很多人担心的是,血液中的微塑料会不会有什么危害?
对此,现在也只能说,不知道。我们现在对微塑料的研究还很初级。实际上,即便是整个塑料领域而言,我们对其危害的研究也不算很成熟。造成研究滞后的原因很多,其中一个一个原因是塑料的种类太多了,相比于钢铁、陶瓷这些传统材料而言,更新换代的速度又比较快,研究内容跟不上。当然,更主要的原因还是社会原因,在此就不做深入讨论了。
塑料对于人类的危害,主要有两个方面,一个是对人类生活环境的危害,还有一个就是对人体健康的危害。
正如标题所言,我们现在已经在血液、大气和极地这些位置发现了塑料的踪迹。这个问题带给我们最大的困惑,是塑料已经成为全球物质循环的一份子,它可能会让地球的循环出现新的模式。
这么抽象地说不是很好理解,我们说一个地球上曾经发生过的事。
很多人应该都听说过“石炭纪”这个词,在地质学上,它值得是距今大约2.9到3.6亿年那段时间,跨度数千万年,不同的资料之间略有差异。不过,对于石炭纪的特征,倒是没有什么争议,顾名思义,就是形成了大量的煤炭,我们今天开挖的煤炭,有一大半都来自这段时期。
为什么不早不晚,恰好这个时候?现代科学推论,与木质素这种物质存在很大关系。
在高大乔木刚刚演化出来的时候,地球上遭遇了一个很棘手的问题。高大树木的树干主要是由纤维素和木质素构成,纤维素是老面孔,但是木质素却是个新物质。木质素的分子量不大不小,称不上高分子,但也不像甘油这样的小分子,对于当时的微生物而言,这种分子没有办法代谢,就只能不断累积。
图注:如今的煤矿很大一部分都是石炭纪的产物
于是,地球的碳循环就被打乱了,大气中的二氧化碳越来越少,通过树木转化为木质素的碳元素却越来越多,最终深埋于地下变成煤炭。这个循环直到上亿年以后才得到修复,因为地球上总算演化出了能够分解木质素的微生物。而在这段时间里,大气由于缺乏二氧化碳,而氧气却远比现在更丰富,很多物种都被淘汰,气候变化的问题也远比现在更剧烈。
可以说,小小的木质素,改变了整个地球的面貌。
这当然是一个很极端的案例,但是它可以告诉我们,地球上的物质循环有多重要,碳元素尤其如此。
我们的生态系统现在面对塑料时,就和当年面对木质素一样,束手无策。
所以,在聊起环保话题时,经常有人会问,如果没有可降解塑料,那么现在的塑料怎样处理最好?和很多人想象的不一样,焚烧反而是最环保的做法,因为这种方法强行让塑料以二氧化碳和水的形式重新进入了地球的循环中。
相反,当我们发现越来越多的塑料以它的本体形态进入地球的循环,我们就得担心一个问题,那些飘在极地上的塑料袋会不会一直保持下去?目前来看,很可能会这样。在我们人类短短几十年寿命的尺度上,这样的后果是什么,其实很难给出准确的答案。我们目前只能很肤浅地研究一些有直接因果关系的事件,比如海洋中的塑料环会让海龟窒息。
我说“肤浅”,绝不是说这样的研究没有价值,它很有价值,但只是对个体而言,对于人类而言,我们甚至现在都找不到研究大问题的入口,这比具体说什么危害更严重。
我们都听过“蝴蝶效应”通俗的表达形式:南美森林里的一只蝴蝶扇动翅膀,太平洋上刮起了风暴。一只蝴蝶当然没那么大能耐,但它的扰动却可能对结果产生重大影响,因为很多扰动,都会在后续的演化中不断放大其效应。这种现象,我们现在用“对称性破缺”去描述它。例如,地球上所有的生命都只消化D-葡萄糖,而对它的对映体L-葡萄糖不感冒,无非就是最初的那一点点“对称性破缺”。如果没有对称性破缺,那么地球上消化D-葡萄糖和消化L-葡萄糖的生物应该一样多。
所以,本着科学的精神,我们不能小看塑料干扰的任何一个循环,不是因为它带来的直接后果。我甚至可以推测,极地发现的那一点点塑料,几乎没有机会造成企鹅会因此噎死,但是,我们却不能排除,这个扰动的后果会造成智人这个物种的消亡。
说完环境的影响,我们再说点塑料对于健康的危害。
塑料本身对健康的危害其实很有限。
我们现在所用的塑料,都是以高分子材料为基础,比如常见的七大塑料,它们的成分包括:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。对于非专业人士而言,记住这些名词都很没意义,甚至连简称都不需要太多关注。
我们需要知道的是,这些物质本身其实都没什么危害。
很多未知的物质在摄入后都可能对人体造成伤害,但是我们现在知道,造成伤害的前提是这种物质会在体内发生化学反应。比方说,所谓过敏,其实是我们体内的免疫蛋白和这种过敏物质发生了反应,诱发了过度的免疫效应。
对于塑料,想想看,连各种微生物都不能将它们代谢,说明生命体中可以和这些东西产生化学反应的物质非常罕见,所以它们造成伤害的可能性也就极低了。举个例子,我们吃简易早餐的时候,难免会用塑料袋装食物,真要是一口咬到了塑料袋吃下去,最多也就是原样排泄出来。除非一整袋都吃下去,最后导致肠梗阻,那就是另外一回事了。
但是,塑料在制成成品时,往往还需要一些添加剂,这些添加剂,可能就有问题了。
我罗列几个常见的问题,也可以帮助日常生活中进行分辨:
(1)聚氯乙烯(PVC,三角识别数字3):为什么说聚合物一般不会有问题,这个“一般”主要就是排除聚氯乙烯和下面要说的聚碳酸酯和环氧树脂。PVC在使用条件不当时(例如高温或者阳光直射),可能发生分解,由于体系中含有氯,所以产物会比较复杂。因此,PVC现在已经不再允许用于食品包装了,包括聚氯乙烯保鲜膜,也都不允许和熟食直接接触。
当然,聚氯乙烯本身的隐患其实也很小,被禁更多是因为它是一种需要添加增塑剂(塑化剂)的塑料,全世界超过九成的增塑剂都用在了PVC塑料中。而增塑剂中,又常用邻苯二甲酸酯类物质,可能对人体有害(研究结果不明确)。所以,PVC这个简写还是要记住的,用则用矣,但别在厨房系统中用它,比如延长水龙头的软管、桌布、杯垫等等,尽量避免为好。
(2)聚碳酸酯(PC,三角识别数字7):这个塑料在最近十年里非常火,因为它被欧盟限制了,中国也做了一些跟进。它的问题主要是用了一种叫双酚A(BPA)的物质,而BPA是一种环境雌激素。换言之,它本身不是激素,却可以在体内起到激素的作用。
现在的研究表明,它很可能和性早熟、青少年肥胖等问题相关。但它又是一种非常优秀的透明塑料,特别适合做奶瓶。如果还在挑选奶瓶,建议还是避开为好,要么挑选带有“BPA free”字样的,要么直接挑别的塑料,比如PPSU。
(3)环氧树脂(EP):这个塑料,生活中其实用在地坪漆上最普遍,而它的问题也是原料中用到了双酚A,可能有残留。食品接触到EP的机会,主要是易拉罐的内部涂层,因此易拉罐饮料可能是某些人群体内BPA超标的元凶。这个塑料倒也没必要太过关注,其他饮食的场景太少见了。
(4)聚苯乙烯(PS,三角识别数字6):聚苯乙烯分为两类,一类是透明的聚苯乙烯,飞机上的杯子常用它;还有一类是发泡聚苯乙烯,桶装方便面常用它。过去我们比较担心发泡聚苯乙烯的危害,主要是因为,发泡剂可能会有残留。不过,这个问题现阶段的技术已经能很好地克服了。
(5)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,三角识别数字1):矿泉水瓶常用,基本没有什么危害可言,但是不建议喝酸性很强的饮料。这是因为,某些PET制造工艺还会沿用传统的锑催化剂。锑这个元素很出名,因为它的元素符号是Sb,摄入过多也有一定危害,而酸性饮料更容易从饮料瓶中萃取出锑元素,所以,应该尽量避免PET瓶装的酸性饮料。
这里,我更推荐玻璃瓶装的汽水,一般小卖部还都提供回收玻璃瓶的服务,在保证了身体健康的同时,还力所能及进行资源再利用了。顺便说一句,PET的回收现在做得还是很不错的。
(6)聚四氟乙烯(PTFE):商品名特氟龙,不粘锅的涂层就是它。本身没什么危害,就算是炒菜200多度的温度也没什么危害。它还有个俗名叫塑料王,一般的硝酸、硫酸,哪怕就是王水也奈何它不得,所以它的危害基本上是不存在的。
但是,看过电影《黑水》的话恐怕会对这种塑料有很深的印象,但实际上,《黑水》调查的是生产环节,其过程中用到了一种叫全氟辛酸(PFOA)的物质,这种东西对生物的危害很大。严肃来说,因为生产环节用了PFOA,想要说PTFE完全安全,谁也不敢打包票,但是就不粘锅技术而言,现在也没特别理想的替代品,PTFE暂时还是最优解。
(7)最后要说的是聚乙烯(PE,三角识别数字2和4)和聚丙烯(PP,三角识别数字5),作为食品包装而言,它们都是非常理想的塑料。在生产过程中,它们会用到一些催化剂,涉及到铝和钛,实际危害着实有限。2号PE是HDPE,是硬质塑料,主要用于洗发水瓶子这类包装,一般不接触食品,助剂也会丰富一些。而4号PE是LDPE,主要就是一次性塑料袋,5号的PP更不用说,很多人都知道它是微波炉专用塑料,所以这两类塑料的安全性都非常高。不过,说实在的,现在塑料的降解难题,PP和PE也属于最麻烦的几种。
关于塑料的危害问题,尽管研究进度还只是初级阶段,但是能说的还有很多。如果一定要简单地给出结论,我想说的是,一方面,我们不要因为塑料可能造成的健康问题感到恐慌,媒体上宣传的大多数隐患都夸大了;但是另一方面,我们也不能小视塑料问题对于环境的破坏作用,它绝非只是我们现在看到的表象。
一言以蔽之,塑料带来的真正危害,其尺度是以百年、千年乃至万年来计,我们目前能够看到或者预测的结果都很有限,但愿我们这代人能够建立起可靠的模型,更有效地指导塑料的生产、应用和回收过程。
出品:中国科普博览x知乎
作者:孙亚飞(知乎化学优秀答主)
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