我们周围的塑料含有一系列化学添加剂,这些添加剂可能会渗入自然环境中的水系统中。这种情况可能发生在塑料降解过程之前和过程中。即使产品需要很长时间才能分解成微塑料颗粒,但化学物质一进入水中就开始从塑料中浸出。

研究人员对标准塑料产品的毒性水平感到惊讶

研究人员一直试图更多地了解这种现象是否对动物有害,或许对人类也有害。

“在这个项目中,我们一直关注塑料中化学添加剂对海洋生物的影响”,SINTEFOcean的研究科学家LisbetSørensen说道。

“为此,我们一直在研究各种海洋物种。在第一次筛选过程中,我们检查了两组微生物——细菌和微藻,也称为浮游植物。这些物种很容易处理,并为我们提供快速答案,我们可以用它们来帮助我们规划未来的研究方向”,她说。

“后来,我们研究了鳕鱼卵和幼虫,这是我们最重要的自然资源之一”,Sørensen说。“我们很清楚,鱼类和人类一样,在未成熟时更容易受到污染对健康的影响,”她解释道。

五十种不同的日常用品

“当然不可能测试每一种可用的塑料产品,因此我们对日常生活中使用的50种产品进行了‘合格选择’”,Sørensen说。

这50种产品包括塑料袋、一次性杯子、洗碗手套、护理轮胎颗粒、各种儿童玩具和气球。这只是开始。

“最初的想法只是选择‘经典’塑料产品,但我屈服于诱惑,选择了一些橡胶制成的产品”,Sørensen说。“事实证明这是一个明智的决定”,她说。

当塑料分解时会发生什么?

MicroLEACH项目是由国际研究科学家组成的跨学科团队执行的,其中包括生物学家和化学家。MicroLEACH代表微塑料–塑料和添加剂化学品对海洋生物的长期影响。

分析实验室工作使团队对各种产品中发现的化学物质的类型和含量有了广泛的了解。

“我们对这些产品中发现的不同化学物质的数量感到非常惊讶”,Sørensen说。“仅30%的已识别化合物存在于两种或多种产品中。还有大量化学物质我们无法确定地识别,因为它们没有列入既定的物质索引中。这告诉我们,我们对身边许多日常产品的成分知之甚少”,她说。

该项目的目的纯粹是为了调查一旦塑料产品进入海洋环境,这些化学物质对生物体的毒性有多大。近年来,人们主要关注与微塑料相关的问题。当塑料因环境因素而被分解为物理碎片或化学分解时,它们最终会变成微塑料颗粒。然而,早在这个过程完成之前,塑料中的化学添加剂就可能渗入自然环境中。

“我们希望在MicroLEACH项目中解决这个问题”,SINTEF首席研究科学家AndyBooth说道。“问题是:我们在挪威市场上的标准塑料产品中发现的化学添加剂的毒性有多大,与产品本身产生的微塑料相比,它们的问题有多大?”他说。

布斯多年来一直致力于海洋污染问题的研究,还对进入海洋环境的纳米粒子会发生什么进行了研究。

天然橡胶远非无害

研究小组研究了从微塑料和橡胶颗粒中浸出到海洋环境中的化学物质的影响。

“我们发现,由高含量橡胶组成或含有高含量橡胶的产品对我们在实验中研究的微生物影响最严重”,布斯说。“这有点令人惊讶——尤其是因为未经处理的橡胶被视为‘天然’产品。然而,我们发现它是对我们正在研究的微生物毒性最大的物质之一,”他说。

最糟糕的是从橡胶手套中渗出的化学物质。

“值得注意的是,事实证明,添加到天然橡胶中和用于洗碗手套的化学物质对微生物的毒性最大”,布斯说。我们在测试的50种产品中发现了四种物质——洗碗手套、汽车轮胎、橡胶气球和一次性手套”,他说。

畸形鱼幼体

该项目进行的进一步研究涉及将鳕鱼胚胎和最近孵化的幼虫暴露于微塑料颗粒和塑料中发现的化学物质。研究小组还将卵和幼虫暴露于两者的组合中,因为在现实世界中,它们无法彼此区分。该团队在一篇文章和两篇科学论文中展示了其研究结果,可以通过在线平台ScienceDirect访问这些论文。

最初,研究人员从各种塑料中表征并提取了有毒化学物质,并研究了它们对鳕鱼幼虫的影响。

“我们观察到,一些化学物质直接阻止卵孵化,而另一些化学物质则对幼虫产生重大物理影响”,SINTEF的生物学家兼研究科学家StefaniaPiarulli说。“我们发现幼虫出现了脊椎畸形,这让我们想起了所谓的脊柱侧凸”,她说。

微塑料和化学物质哪个更糟糕?

但是微塑料颗粒呢?它们的物理状态是否有害,或者是它们的大小和从中渗出的化学物质的结合导致它们如此有毒?

为了研究这一点,研究人员分别比较了颗粒和化学物质的影响,并有点惊讶地发现化学物质对于产生毒性作用至关重要。

“这个实验的特点是我们开发了一种全新的方法来‘清除’微塑料中的所有化学痕迹”,Piarulli解释道。“这是能够确定微塑料颗粒影响的唯一方法”,她说。

换句话说,研究小组发现,如果物理颗粒不含化学物质,则不会产生毒性作用。

弹性塑料——独一无二

研究小组发现,并非所有类型的塑料都有毒。不同塑料产品的组合决定了毒性水平,而弹性塑料产品被证明是最差的。

“这意味着我们现在知道,只需在制造过程中选择替代聚合物组合,就可以降低许多产品的毒性”,AndyBooth说。

“值得注意的是,添加到天然橡胶中和用于洗碗手套的化学物质被证明对微生物的毒性最大。

那么哺乳动物和人类呢?

生物学家兼研究员StefaniaPiarulli是项目组成员,一直负责涉及海洋生物的实验。

–是否有任何理由相信食用动物含有许多此类化学物质,例如野生和养殖的鱼、鸡肉、猪肉或牛肉?

“人类和其他动物都不断接触大塑料和微塑料以及它们所含的化学添加剂”,Piarulli解释道。“因此,很自然地认为我们也通过吃的食物接触到与塑料相关的化学添加剂。但我们需要更多的研究来查明这些化学物质有多少来自肉制品,有多少来自包装”,她补充道:

“我的观点是,我们在食品加工和烹饪过程中接触到的化学物质远多于塑料包装。我们还通过许多其他方式接触到与塑料相关的化学添加剂”,Piarulli说。

研究小组成员LisbetSørensen补充说,幸运的是,用于食品储存和消费的塑料产品问题最少。事实上,所有所谓的“食品接触材料”都受到一套严格的法规管辖,这些法规规定了已识别和未识别化学添加剂的含量限制。

“更令人担忧的是,我们日常使用的其他塑料产品,包括一些为儿童设计的塑料产品,在我们的实验中表现不如食品接触材料,”Sørensen说。然而,我们还必须强调,在这个项目中,我们尚未研究任何直接适用于人类的影响”,她说。

“历史上我们从未像今天这样遭受过如此严重的污染”,StefaniaPiarulli说道。“这就是为什么我们应该始终致力于减少塑料的使用。我们知道塑料会产生不利影响,而且我们也知道很可能存在一些我们尚未发现的影响,包括对陆地、淡水和海水环境的直接影响”,她说。

“塑料是一项非常有益的发明,在许多情况下,它对我们的生活方式至关重要,尤其是在医学和某些类型的包装领域,”Piarulli说,“但塑料也被用在许多环境中,在这些环境中,塑料完全不必要的,例如在纺织行业和产品过度包装的情况下。也许最重要的是要记住,尽可能避免使用塑料,并在购买新产品时发挥我们作为消费者的影响力”,她说。