與霧霾PM2.5相比,PM5.0塑料微粒的危害更加可怕

與霧霾PM2.5相比,PM5.0塑料微粒的危害更加可怕

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【導讀】“PM5.0塑料微粒”之困,是當代人類人口激增的現實困境。因為,塑料的濫用與世界人口從1950年的25億爆增到2015年的74億互為因果(沒錯,互為因果!),這與化肥、殺蟲劑、激素、抗生素的濫用與世界人口爆增互為因果的機制完全相同。也許有一天,未來的智慧生命會發現,在地殼積層巖中有一層夾雜著眾多塑料的岩層,這可能就是我們智人在這個需要深刻反思的塑料時代留給後世的遺產。

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塑料稱得上是我們這個時代最偉大的發明,但塑料的應用卻是當代人類不計後果濫用科技成果的表現之一。這是當代人類人口激增的現實困境。與普通塑料通過物理分解、老化、龜裂形成粒徑5毫米以下“微塑料”的方式相同,薄膜塑料和泡沫塑料通過物理分解、老化、龜裂更容易形成粒徑小於5微米的“PM5.0塑料微粒”。人體免疫系統沒有辦法“分解、消化”這些不溶性微粒,結果便在血液中形成了以不溶性微粒為核心的“肉芽腫”類團狀塊,對人體健康構成嚴重威脅。自從廣泛使用塑料以來,人類已經生產了數以百億噸計的塑料.

目前全球塑料年產量已經超過3億噸,其中80%的廢棄塑料都被拋到大自然環境中,由此形成的微塑料和塑料微粒已經鋪天蓋地,並開始影響人類的健康。目前,我們還可以推遲微塑料和塑料微粒造成災難的時間,並減輕災難的強度。為此,需要全球攜手,立即行動起來,從現在做起,從源頭上做起:減少塑料生產,減少塑料使用,減少塑料垃圾!

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2018年新年伊始,央視新聞報道說,中國首次在南極海域發現“微塑料”,它的自然降解過程可能要以千年計。

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據悉,目前,歐美國家的自來水中普遍含有塑料微粒。這些水中的細顆粒物(Fine particulate matter)粒徑在5微米以下,也就是最大粒徑2倍於PM2.5霧霾顆粒(2.5微米以下)。本文套用空氣汙染的說法,將其稱為“PM5.0塑料微粒”。(有學者將其稱為“海洋PM2.5”,這其實並不準確。一是它大多數存在於陸地,二是它的最大粒徑大於2.5微米。)

醫學研究證實,PM2.5能夠通過呼吸系統深入肺泡並沉積,進而進入血液循環,可能誘發呼吸系統和心腦血管疾病,誘發癌症,並影響人的免疫系統、神經系統等。

“PM5.0塑料微粒”的最大直徑僅僅比PM2.5大1倍,同樣可能通過呼吸、飲水和食物進入人體的血液循環,對人體造成危害。不過,因為事情來得太快,醫學界對塑料微粒的相關研究還沒有到位,筆者在醫學文獻索引中並沒有查到塑料微粒的相關研究報告,但間接研究還是有的。

有醫學文獻顯示,“大量的藥學臨床實踐研究發現,(輸液)藥液中存在大量的不溶性微粒(如玻璃微粒、橡膠微粒、塑料微粒和其它雜質微粒等),這些不溶性微粒在經靜脈進入人體後,會對人體產生潛在和長期的危害,有時甚至直接危及到生命”。不溶性微粒對人體的危害,除了表現為“血管栓塞、過敏反應、形成血栓和靜脈炎”外,還可能形成“肉芽腫”和“熱原樣反應”。

肉芽腫是“在吞噬細胞等炎症反應細胞包圍下”形成,能夠引起人體某些部位“不同程度的供血不足,造成循環障礙,直至壞死”;“肉芽腫病變進一步發展,可以導致癌症”。所謂“熱原樣反應”是由進入人體的過量不溶性微粒引起。“這些異物可起抗原作用,誘發炎症反應”;“因其在血循環中既不能被代謝吸收,也不受體內抗凝血系統的影響,故對人體具有潛在而持久的危害性”。

將上述醫學行話“翻譯”成通俗語言便是:人體免疫系統沒有辦法“分解、消化”這些不溶性微粒,結果便在血液中形成了以不溶性微粒為核心的“肉芽腫”類團狀塊,這對人體健康構成了嚴重威脅。

實際上,“肉芽腫”本身便是人體免疫功能異常反應的結果。本來,人體免疫系統(如吞噬細胞)會將入侵者(如細菌或癌細胞個體)視為“異己”而將其包裹、吞噬、溶解並消化掉(見下圖[4]),但吞噬細胞沒有辦法分解、消化掉塑料微粒,於是,圍繞塑料微粒的所有溶解、消化功能均失效,只剩下包裹、吞噬有效,最後便形成“肉芽腫”。以一個、數個或若干塑料微粒為核心所形成的一個、數個或者一串、一團“肉芽腫”類團狀塊,明顯“對人體具有潛在而持久的危害性”。

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其實,想想PM2.5霧霾微粒對人體的危害,便知道這些“PM5.0塑料微粒”隨呼吸、飲水或食物進入人體的危害性。

問題是,現有的自來水處理技術無法過濾掉這些“PM5.0塑料微粒”。最新的數據顯示:“即使在科技發達、直飲水較為普及的美國,也已經有超過94%的自來水被檢出含有塑料微粒,“在歐洲,這個數字是72%

”。

進一步的問題便是,需要從源頭上阻止這些“PM5.0塑料微粒”,但是,首先得弄明白它們從哪裡來?

筆者的研究結論是,這又是我們智人濫用科技成果不計後果所做的一件蠢事。

20世紀初,人類發明了塑料,二三十年後,塑料產業形成規模,人類生產生活大為受益,如今完全不可想像沒有塑料的世界。然而,在高溫高壓條件下人工合成的塑料,在自然常溫常壓條件下很難自然降解(這特指高分子聚合物在自然條件下降解為對環境無害的自然物質),因而會長期存在。

儘管塑料不會自然降解,但它們會不斷地分解、老化、龜裂,從而逐漸分裂為極細小細微的塑料顆粒物。聯合國《環境署2014年年鑑》特別關注了粒徑5毫米以下的“微塑料”。

一份由聯合國環境署支持題為《評估塑料的價值》的報告披露,“微塑料極易被海洋生物誤認為食物而攝入體內”;而“北大西洋的很多地區都已發現聚集在微塑料上的微生物群。這種微塑料可以傳播有害微生物、病原體(包括細菌、病毒、真菌和寄生蟲等)和藻類等物種”。(微塑料的這種聚集毒化作用,在陸地的水環境和土壤環境中同樣存在。)

微塑料很容易被貽貝、浮游生物吃掉,但微塑料不可能被消化掉,只能一直存在其體內,這導致這些水生生物生病甚至死亡。2017年3月,英國科學家首次拍攝到浮游生物攝入微塑料的視頻,“你可以從視頻中看到有個小塑料纖維片在箭蟲體內形成了一個環,阻礙了進食,也阻礙了運動”。(見下圖)

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微塑料體積小,吸附汙染物的能力很強,一旦與有機汙染物相遇,便聚集形成一個個有機汙染球。

“北大西洋的很多地區都已發現聚集在微塑料上的微生物群。這種微塑料可以傳播有害微生物、病原體和藻類等物種”。若貽貝、浮游生物吃掉這些帶著有機汙染物的微塑料,它們的體內便帶毒。當這些處於食物鏈底端的水生動物被上層動物吃掉以後,微塑料和有機汙染物就會在其體內富集。最後,這些水生動物被食物鏈頂端的人類吃掉,微塑料和有機汙染物便會以相當規模進入人體。

最近兩年,日本和中國科學家先後在南極海域發現微塑料,而且,南極部分地區的汙染水平與北太平洋地區的相當,“這反映了全球海洋塑料汙染的嚴重性”。

正是在上述背景下,人們開始關注微塑料中粒徑更小的那部分塑料微粒,如粒徑小於5微米的“PM5.0”。如上一小節所述,“PM5.0塑料微粒”,會通過呼吸、飲水和食物進入人體的血液循環,對人體造成潛在和現實的危害性。有人甚至認為,動植物可以直接攝入塑料微粒,而粒徑更小的“納米塑料”甚至可以進入生物組織細胞內(情況如此嚴重,我們應該很快就會看到相關的醫學試驗報告對其證偽或證實)。

與普通塑料通過物理分解、老化、龜裂形成粒徑5毫米以下“微塑料”的方式相同,薄膜塑料和泡沫塑料通過物理分解、老化、龜裂更容易形成粒徑小於5微米的“PM5.0塑料微粒”。

塑料薄膜的厚度一般在0.25毫米(250微米)以下,最薄的只有幾個微米。例如聚丙烯薄膜應用最廣泛的厚度為20微米,聚酯薄膜的厚度一般為12微米。這些都是中國10年前便明令禁用[13],但如今仍然在大量生產和使用的塑料薄膜。

自從廣泛使用塑料以來,人類已經生產了種類繁多、數以百億噸計的塑料。例如,2014年世界塑料總產量為3.11億噸,比上年增長4%。在中國,2012—2014年的塑料產量分別為6900萬噸、7400萬噸、8100萬噸,分別比上年增長8%、7%、9%。

2014年,中國塑料產量佔世界總產量的26%。2015年,中國塑料薄膜、泡沫塑料和農用薄膜的產量分別比上年增長3.4%、11.8%和5.1%。這顯示,中國的薄膜塑料和泡沫塑料的生產和使用還在強勁增長。因為中國是世界第一人口大國,這些與人們日常生活高度相關的塑料產品必然是世界之最,與此相應,中國形成的“PM5.0塑料微粒”數量也應該是世界之最。

例如,中國的農用薄膜產量多年來穩居世界首位,“至今約佔世界農用薄膜總量的60%以上,是世界其他所有國家總和的1.6倍”。這些海量農膜除了極少數出口外,基本上都被用在國內耕地裡,由此造成世界絕無僅有且蔚為壯觀的農田和農村“白色汙染”。由這些農膜殘片所形成的天量“PM5.0塑料微粒”,散入空氣,深入土壤,滲入地下水,進入江河水系,匯入大海,並在自然界的大氣和水系統、動植物和人體之間循環往復,千年而不腐。

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除了塑料製品通過分解老化形成微型塑料外,還有兩種途徑形成塑料微粒,一是人造“塑料微珠”,二是化學纖維。

將大量“塑料微珠”加入牙膏、沐浴露、指甲油、口紅、髮膠和潔面乳等日用化妝品中,已經是一種非常普遍的做法。聯合國的研究報告指出,“這些微塑料在汙水處理過程中難以過濾,最終會直接排放到河流、湖泊和海洋之中”。據估計,中國每年都有209.6萬億粒、約306噸塑料微珠被排入大海”。

人造化學纖維形成微型纖維碎片的數量同樣驚人。比如,化纖或含化纖類衣物在洗衣機的作用下,會脫離並形成很多細小顆粒物,這些微型塑料隨洗衣廢水進入環境。實驗樣品表明,每件衣物在每次洗滌過程中能產生多達1900個纖維碎片。

此外,人們還在試圖大量製造納米級(1微米=1000納米)的“納米塑料”。專業報告顯示,這種企圖“正處於一種‘一哄而上’的形勢”。“納米塑料”更容易被動植物直接吸收且難以“消化”,這恐怕更容易被科學實驗所證實。

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微塑料和塑料微粒會在全球範圍內造成廣泛的嚴重汙染,這大大出乎科學家們的預料之外,但現實無情。

1997年,美國船長查爾斯·摩爾(Charles Moore)駕船駛離夏威夷。他原本打算抄近道從赤道無風帶航行回去,結果卻意外陷入了一個從未見過的“海洋垃圾帶”:“我眼裡所能看到的,是無數的洗髮水瓶蓋、肥皂液瓶、塑料袋和釣魚浮標。此刻我正在大海中間,卻找不到一塊沒有塑料的地方。”這便是後來被稱作“第八大陸”的太平洋垃圾帶。因為海洋環流的關係,全球的海洋垃圾逐漸在日本的東南面,美國和夏威夷之間,形成了兩個較為密集的龐大垃圾圈,成為海上垃圾漂浮島。據說,這些垃圾島的面積有六個英國大小。(見下圖)

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聯合國的相關研究顯示,“全球每年有超過2500萬噸塑料垃圾被置於大海,此類垃圾集中在由洋流運動所形成的巨大海水漩渦中”,形成“垃圾環流”或“垃圾漩渦”。目前,全球一共有五個這樣的飄浮垃圾漩渦,即南北大西洋、南北太平洋和南印度洋。其中,北太平洋“飄浮垃圾漩渦”的汙染狀況最為嚴重,“它的面積已經超過歐洲的三分之一(即300多萬平方公里),其中心區域的塑料垃圾厚度可達30米”。

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海洋塑料垃圾的主要來源有四個:一是工業和城鎮生活垃圾汙水通過一定途徑進入海洋;二是農業和農村垃圾汙水經河流進入海洋;三是海上漁業、水產養殖、航運、軍事行動,以及沿海工業、城鎮垃圾汙水直排海洋;四是直接向外海遠海大量傾倒垃圾。

研究人員指出,“大約70%的海洋垃圾都是塑料垃圾”,“絕大多數的海洋塑料都是小碎片,有九成長度不超過1釐米”。這些塑料碎片會被大型海洋動物,如海豹、海獅、海豚、鯊魚、鯨魚甚至座頭鯨誤食;塑料碎屑會被海里的浮游生物、磷蝦、海魚、海鳥誤食,並通過食物鏈傳遞給大型海洋動物。出海漁民在魚的胃裡經常發現塑料,研究人員也在海洋環境中發現了許多受害的海洋動物和海洋動物屍體。《紐約時報》2015年7月15日的報道稱,“因為使用塑料袋,每年至少造成10億海洋生物死亡”。

隨著時間的推移,這些海洋塑料垃圾在陽光照射和海浪衝擊下還會進一步分解成為更小的塑料碎片碎屑,其中的微塑料和塑料微粒,會與隨汙水進入海洋的“塑料微珠”和纖維微粒一起,組成海洋世界蔚為壯觀的微型塑料汙染。這個宏大的微觀塑料汙染世界雖然肉眼難見,但是它卻以各種人們想到或想不到的方式“回饋”人類。

2015年,華東師範大學的研究人員在中國15個超市銷售的海鹽、湖鹽和井鹽中發現了塑料微粒,其中,“海鹽中的塑料微粒含量最多,約在550~681粒/公斤,含量平均要比湖鹽高3倍,比井鹽高7倍”。該研究者認為,海鹽中有塑料微粒的首要原因是海水被塑料微粒汙染,而地表水循環則是造成湖鹽和井鹽塑料微粒汙染的首要原因。

頗具戲劇性的是,中國海鹽企業對上述研究結論不服氣,說海洋塑料汙染已經非常普遍,“人們常吃的海產品中的塑料微粒含量有可能比海鹽中還要高”。後有研究者表示,實際上,“塑料微粒無所不在”。比如研究人員發現,“蜂蜜中每千克最高達400個塑料微粒,加拿大養殖貽貝每千克軟組織中最高達1.3萬個(塑料微粒)”。

其實,人們最難想像的恐怕是塑料微粒加入水循環。由於體積微小,塑料微粒尤其是“PM5.0塑料微粒”會加入地球的水循環,上天、入地、下河、進海。中國科學家甚至在南極也發現了塑料微粒,並發現南極水域塑料微粒的含量“甚至高於地球海洋中的平均水平”,這充分說明塑料微粒造成的水汙染已經擴展到了全球。沒有誰能夠置身事外!

實際上,除了中國(現在缺少的只是詳細數據),歐美各國已經成為微塑料和塑料微粒汙染的重災區。美國地質調查局的科學家披露,他們在來自美國29條河流的水樣中都發現了塑料微粒,其中濃度最高的是31粒/立方米,“這29條河流都流入美國五大湖,五大湖佔有地球約20%的淡水”。另有研究者稱,在來自美國加州銷售市場的魚類樣本中,“四分之一魚類的內臟被發現有微型塑料的存在”。這意味著,美國的水域已經普遍被塑料微粒所汙染。

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筆者認為,“塑料微粒對人體無害”之類的缺乏實驗數據支持的妄斷,是對人類未來不負責任。

量變的積累必然會引發質變,更何況,“PM5.0塑料微粒”已經鋪天、蓋地、散於水。目前全球塑料年產量已經超過3億噸(全球74億人人均42公斤/年),卻“只有9%被回收,另有12%被焚燒處理,餘下的79%的廢棄塑料都被拋到大自然環境中”,其中,薄膜塑料和泡沫塑料的回收率更低,而微珠塑料和纖維塑料更是零回收。這些數據意味著,“PM5.0塑料微粒”造成的水汙染會逐漸加重、加深。

問題的嚴重性還在於,在“治理塑料汙染”這件事情上,人類的能力非常有限,“人們甚至沒有解決辦法”。

顯然,即使我們現在就完全停止使用塑料製品,“PM5.0塑料微粒”的問題也會越來越嚴重,因為,在我們的環境中已經有太多的塑料垃圾,它們正在以人類無法干預的“鐵律”分解並細微化。

但是,如果我們現在就開始有選擇地逐步限制塑料使用,並儘快創造條件最終停止塑料垃圾排放,那麼,我們或許還可以推遲“PM5.0塑料微粒”造成災難的時間,並因此而減輕災難的強度。因此,目前唯一正確的決策就是,立即行動起來,從現在做起,從源頭上做起:減少塑料生產,減少塑料使用,減少塑料垃圾!

美國兩年前帶了一個好頭。當一系列研究確認數以萬計的塑料微粒在全美水體中流動以後,2015年3月,美國兩黨聯手推動了一項“禁用塑料微粒”的提案。該法案迅速(僅僅花了9個月時間)在國會投票通過,並於當年年底,由總統奧巴馬正式簽署。美國《2015禁用塑料微粒護水法案》於2017年7月1日生效。該法案明令禁止生產和銷售包含塑料微粒的日用品和護膚化妝品等產品。

2018年1月16日,歐盟公佈了最新的限塑方案。該方案的重點和亮點是,“至2030年,將使所有塑料包裝實現可再次利用或可回收”,為此目的將“不再使用一次性塑料”。歐盟高級官員稱:“我們必須阻止塑料進入我們的水源、食物,甚至是我們的身體。長期的解決方法就是通過回收和再利用,減少(塑料)垃圾。”

歐盟限塑令非常現實(沒有一次到位),其政策定位非常準確!

這便是,以實現塑料的“再利用或可回收”作為目標和界限。這意味著,不能實現“再利用或可回收”的塑料產品都在淘汰和禁止之列。這至少應該包括,與人們日常生活高度相關的一次性塑料產品(如一次性購物塑料袋、一次性杯子),與生產相關的塑料薄膜(如產品包裝袋、農用薄膜),以及加入日用化妝品中的塑料微粒,等等。

前文提供的數據顯示,因為中國人口太龐大,社會缺乏環保共識,國民消費無節制,所以,中國薄膜塑料和泡沫塑料的生產和使用量均全球第一,並且還呈現出強勁增長的勢頭。例如,

2017年,中國僅僅快遞業所使用的塑料袋就高達147億個,每天產生的外賣垃圾約350噸之多,而中國家庭使用並隨手丟棄的各類塑料袋更是龐大的天文數字。

因此,中國在“限塑”問題上應該有大國擔當。

當然,早在10年前(2008年),中國便立法“禁止生產、銷售、使用厚度小於0.025毫米的塑料購物袋”,這是一個好開端。中國是全球主要的垃圾進口國,2016年接收了全球56%的垃圾,也就進口了超過730萬噸的廢塑料;2017年,中國果斷停止進口包括塑料垃圾在內的“洋垃圾”,這是一個理智的行動。

但是,這還遠遠不夠。中國目前應該立即著手研究實施“限塑”的一系列問題。比如,(1)“限塑”目標也適宜定位於“再利用或可回收”,所有不能“再利用或可回收”的塑料類別都應該在禁止之列;(2)要重點研究塑料薄膜和泡沫塑料的替代問題,替代問題解決得越快、越好,“限塑”目標越有可能儘快實現;(3)要研究“限塑令”對現實經濟的影響,並制定分階段的“限塑”子目標,制定“限塑令”的過渡方案及其相關政策;(4)要積極爭取“限塑行動”的國際合作,減少“限塑令”對國內經濟的衝擊;如此等等。

塑料稱得上是我們這個時代最偉大的發明,但塑料的應用卻是當代人類不計後果濫用科技成果的最惡劣的表現。這是當代人類人口激增的現實困境。因為,塑料的濫用與世界人口從1950年的25億爆增到2015年的74億互為因果(沒錯,互為因果!),這與化肥、殺蟲劑、激素、抗生素的濫用與世界人口爆增互為因果的機制完全相同。

也許有一天,未來的智慧生命會發現,在地殼積層巖中有一層夾雜著眾多塑料的岩層,這可能就是我們智人在這個需要深刻反思的塑料時代留給後世的遺產。

2018年1月22日於鐘山齋

現實制度問題研究者,獨立學者


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