從魚類到人類，微塑膠入侵可能正在造成損害

這是由三部分組成的系列文章的第二篇，探討了我們對微塑膠汙染的範圍和影響日益增長的理解。

馬克·布朗有所懷疑。他希望從藍貽貝中提取並放在特殊顯微鏡下的幹血樣本能夠告訴他他的判斷是否正確。當貽貝血細胞的模糊三維影像出現時，它們就在那裡，正中間——微小的塑膠斑點。

雖然海龜吃塑膠袋的照片已成為人類塑膠垃圾造成的環境危害的典型代表，但像布朗這樣的研究表明，問題的範圍遠大於我們能看到的垃圾。微小的降解塑膠碎片、合成纖維和塑膠珠，統稱為微塑膠，已出現在地球的每個角落——從佛羅里達州的海灘沙灘到北極海冰，從農田到城市空氣。

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它們的大小——從大約五毫米，或一粒米的大小，到微觀級別——意味著它們可以被各種生物攝入，從構成海洋食物鏈基礎的浮游生物到人類。正如布朗 2008 年的研究首次證明的那樣，這些塑膠顆粒並非總是無害地透過身體。“這一發現是那種苦樂參半的時刻之一，”悉尼新南威爾士大學的生態毒理學家說。“您很高興您所做的一些預測已經成真——但隨後您又感到沮喪”，因為這可能具有深刻的生態影響。

攝入的微塑膠顆粒會對器官造成物理損傷，並浸出有害化學物質——從破壞內分泌的雙酚 A (BPA) 到農藥——這些物質會損害免疫功能並阻礙生長和繁殖。微塑膠和這些化學物質都可能在食物鏈中積累，可能影響整個生態系統，包括我們種植食物的土壤的健康。我們飲用的水和呼吸的空氣中的微塑膠也可能直接影響人類。

布朗是數十位試圖弄清楚這種廣泛存在的、各種各樣的微塑膠汙染可能對動物和生態系統造成什麼影響的科學家之一。令人興奮的證據正在浮出水面，從魚類繁殖能力受損到土壤微生物群落改變。隨著研究人員積累更多資料，“我們開始意識到我們才剛剛觸及這個問題冰山一角，”布朗說。

對器官和血液的威脅

當布朗在 2008 年用藍貽貝做實驗時，許多研究人員認為動物會像布朗所說的“非天然纖維”一樣，排出它們吃下的任何微塑膠——但他不太確定。他透過將貽貝放入裝有熒游標記的微塑膠顆粒（小於人類紅細胞）的水箱中來測試這個想法，然後將它們轉移到乾淨的水中。六週來，他收穫貝類，看看它們是否清除了微塑膠。“我們實際上用完了貽貝，”布朗說。在這些試驗結束時，顆粒“仍然在它們體內”。

僅僅是魚類、蚯蚓和其他物種體記憶體在微塑膠就令人不安，但如果微塑膠停留下來，真正的危害就發生了——特別是當它們從腸道進入血液和其他器官時。包括布朗在內的科學家已經觀察到物理損傷的跡象，例如顆粒刺傷和摩擦器官壁引起的炎症。研究人員還發現，攝入的微塑膠會浸出有害化學物質，包括生產過程中新增到聚合物中的化學物質和環境汙染物，如被塑膠表面吸引的農藥，從而導致肝損傷等健康影響。西班牙 IMDEA 水研究所的生態毒理學家馬可·維吉是進行測試的研究人員之一，旨在瞭解不同聚合物會吸收哪些型別的汙染物，以及它們是否會釋放到食用它們的淡水和陸生動物體內。湖泊和土壤中微塑膠的數量可能與據估計漂浮在海洋表面的 15 萬億噸以上的顆粒物相當。

最重要的是，這些物理和化學影響是否最終會影響生物的生長、繁殖或對疾病的易感性。在令人驚訝的三月份發表的研究中，不僅暴露於微塑膠的魚類繁殖力下降，而且它們的後代（未直接暴露於塑膠顆粒）的幼崽也更少，這表明這些影響可能會持續到後代。挪威科技大學的生態毒理學家馬丁·瓦格納說，一些生物，如被稱為片腳類動物的淡水甲殼類動物，尚未表現出任何不良影響，這可能是因為它們可以處理天然的、難以消化的物質，如小石塊。多倫多大學的微塑膠研究員切爾西·羅克曼說，一些物種已經表現出某些型別塑膠的微塑膠暴露帶來的毒性影響，但另一些則沒有。

大多數關於微塑膠影響的研究都是在實驗室中短期進行的，僅使用單一型別的塑膠，通常顆粒比某些物種傾向於食用的顆粒更大，並且濃度高於環境中發現的濃度。瓦格納說，這些研究“不會告訴我們低濃度下發生的長期生態後果”。他是開始彌合這一差距的幾位研究人員之一，他透過將動物與它們最有可能遇到的聚合物和汙染物相匹配，並將現實世界的複雜性納入其中，在現實世界中，微塑膠“不會是唯一的壓力源”，瓦格納說。對於受到化學汙染物、過度捕撈和氣候變化等壓力影響的物種來說，微塑膠可能是最後一根稻草。“這真是太複雜了，”瓦格納說。

迎接混亂

在德國法蘭克福植物園的綠色草坪上，混亂的、真實世界的條件是目標。一排排相同的小池塘橫跨草地，暴露在自然環境中。瓦格納在每個池塘中加入了不同的微塑膠顆粒——一些是原始聚合物，一些被汙染物汙染——以觀察淡水昆蟲和浮游動物的狀況。雖然瓦格納尚未觀察到任何明顯的影響，但他正在調查某些生物是否表現出更微妙的傷害跡象，這可能會在整個生態系統的食物網中產生連鎖反應。

即使在個別物種似乎沒有遭受痛苦的情況下，也可能發生這種連鎖反應。布朗的貽貝沒有表現出短期不良影響，但他擔心它們積累的微塑膠可能會轉移到吃它們的動物身上。“它們可能對其他生物不太友好，”他說。

與瓦格納一樣，布朗也正在進一步深入真實世界。他有幾個冰櫃的魚類和其他從悉尼港撈出的生物，他將檢查它們是否攝入了微塑膠。他的團隊將把這些與微塑膠可能進入港口的途徑聯絡起來，並尋找生態破壞的跡象，例如種群規模的變化。這種方法意味著動物可以正常行為，並暴露於典型的環境條件，如潮汐和風暴，以及其他一系列壓力因素，如不斷變化的海洋溫度和工業汙染物。“我們想要一個混亂的系統，因為如果有什麼東西能在那個混亂的系統中，在其他壓力之上造成影響，我們就知道我們真的、真的需要擔心它，”布朗說。

柏林自由大學的植物生態學家馬蒂亞斯·裡利格已經展示了微塑膠如何透過改變生物體的環境來影響生物體。在他最近共同撰寫的一項研究中，富含聚酯微纖維的土壤更加蓬鬆，更能保持水分，並且似乎影響了對土壤養分迴圈至關重要的微生物的活動。考慮到世界各地的農民都在農業用地上施用富含微纖維的處理過的汙水汙泥作為肥料，這一發現是早期但令人擔憂的發現。裡利格也是正在研究土壤中的微纖維可能如何影響作物生長的幾位科學家之一。

回到原點

微塑膠可能更直接地威脅到人類。四月份發表的一項研究發現，在包裝好的海鹽、啤酒、瓶裝水和自來水中都存在顆粒和微纖維，這幾乎可以肯定我們正在攝入微塑膠。在瓶裝飲料中，微塑膠可能在裝瓶過程中滲入；微纖維可能從大氣中落入供應自來水的蓄水池中。即使對於浸淫於該領域的研究人員來說，“這仍然令人震驚，”羅克曼說。“這只是表明我們對廢物的管理不善正在反噬我們。”

由於故意給人類餵食劑量的微塑膠顆粒是不道德的，因此一些研究人員，如布朗，已轉向醫學研究，這些研究使用顆粒將精確劑量的藥物輸送到身體的特定區域，以更好地瞭解微塑膠可能在人體內移動的容易程度。如果顆粒足夠小，它們可能會在體內遷移，並可能積聚在血液等部位。一項對注射了微塑膠的倉鼠的研究表明，這種顆粒會導致血栓。

人類也可能吸入從天而降的微纖維——從巴黎市中心到偏遠的北極地區。已知小的空氣傳播顆粒會深入肺部，在那裡它們可能導致各種疾病，包括癌症。處理尼龍和聚酯的工廠工人已經表現出肺部刺激和容量下降的證據（雖然不是癌症），但他們接觸的水平遠高於普通人。倫敦國王學院的研究助理斯蒂芬妮·賴特正試圖更好地瞭解人類實際接觸到多少微纖維，以及空氣傳播的微塑膠是否可能穿透肺部。她還與大學的毒理學部門合作，檢查他們的肺組織樣本，尋找微纖維和相關損傷的跡象。

一些科學家說，關注人類體內的微塑膠可能忽略了一個更大的問題：人們不斷接觸塑膠食品和飲料容器，這可能是至少新增到塑膠中的化學物質（如內分泌干擾物 BPA）的更大來源。然而，潛在的微塑膠暴露並沒有阻止羅克曼食用海鮮。“據我所知，好處大於壞處，”她說。可能就像許多汙染物一樣，存在一個閾值，超過這個閾值，微塑膠就會對人類或其他物種產生毒性。“我們只需要努力瞭解那個閾值是什麼，”她指出。

專家表示，汙染物普遍存在，再加上已經觀察到的危害，足以讓人類開始採取行動來清理自己。“總是有問題需要解答，”羅克曼說，但我們已經到了“有足夠的資訊可以採取行動來尋求解決方案”的地步。

第三部分：解決微塑膠汙染意味著減少、回收利用——以及根本性的反思