我们在解决微塑料的主要问题上所做的努力是否足够?

Leilani Lotti Diaz, Information Scientist/CAS
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从降雨到大海:意识到微塑料的危害

塑料污染已经成为一个严重的全球性问题,并且正在造成不可逆转的环境破坏。 微塑料颗粒(或微塑料)是指大小在 1μm 至 5 mm 之间的塑料,是一种引起人们强烈关注的新兴污染物。 世界卫生组织 (WHO) 2022 年发布的一份关于微塑料暴露的报告强调了微塑料的普遍性,在我们的海洋空气土壤以及食品和饮料中都有记载。

微塑料可以从主要或次要来源产生。 主要微塑料的大小小于 5mm,来源于化妆品和清洁剂的塑料微球,以及合成纺织品的微纤维。 次要微塑料是由较大的塑料颗粒分解而成,其大小和组成更为不均匀。 次要微塑料的示例包括来自车辆轮胎的碎屑、从油漆中释放的颗粒、道路标记、船舶涂料和微纤维。

评估微塑料的来源、产生和命运对于理解它们在环境中如此普遍的原因具有重要意义(图 1)。 通过考虑塑料的生命周期法,可以确定生产和消费系统的关键热点,并考虑到塑料产品在每个阶段对以下方面的潜在影响:

  • 气候
  • 生态系统
  • 健康
  • 经济
图 1 微塑料的广泛应用
图 1. 微塑料的广泛应用 

微塑料可以通过摄入、吸入或皮肤暴露被生物吸收。 人们认为,微塑料及其相关化学品和添加剂在慢性炎症和癌症等领域对我们的健康产生了许多负面影响。 从减少摄食和光合作用到减少繁殖,都证明了微塑料对海洋生物影响。 微塑料甚至携带有毒化合物和金属,可能会造成进一步的伤害。

警报终于拉响。 是时候让我们意识到与微塑料相关的威胁了。 为了解决这个看似无法解决的问题,我们是否做出了足够的努力?

微塑料的出版趋势

CAS 内容合集™ 中与微塑料、微纤维及相关主题的数据进行分析后,最终产生了近 9,500 篇文章。 出版物的主要趋势显示,在 2011 年 (n=81) 至 2021 年 (n=2,811) 的十年间,微塑料出版物增长了 30 倍以上,而同期专利数量保持稳定(图 2)。

CAS 数据显示,在发表与微塑料相关的文献方面处于领先地位的国家是中国,其次是美国、德国、韩国和意大利(图 3)。

图 2. 2010 至 2021 年学术期刊和专利发表趋势
图 2. 2010 至 2021 年学术期刊和专利发表趋势 

微塑料研究中登记的前五种物质是乙烯均聚物(聚乙烯)、聚苯乙烯、1-丙烯均聚物(聚丙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚氯乙烯(PVC;图 4)。 纤维素是研究结果中的另一种突出物质——矛盾的是,其用作聚合物替代物(在电子、生物医学和微塑料去除等应用中),以及以再生纤维素的形式存在于玻璃纸和人造丝纤维中。

图 3. 顶级机构所在国家/地区关于微塑料的期刊和专利出版物数量
图 3. 顶级机构所在国家/地区关于微塑料的期刊和专利出版物数量
图 4. 微塑料出版物中排名靠前的注册物质
图 4. 微塑料出版物中排名靠前的注册物质 

迎接微塑料挑战

仍然存在的问题:如何应对自然环境中的微塑料? 专为从海洋环境中去除微塑料的方法包括开发船舶系统废物收集系统,甚至贻贝(由于塑料成分,贻贝的粪便漂浮在水面上)。 然而,水收集方法可能很难,以这种方式直接去除现有微塑料的努力受到限制。

阻止微塑料进入环境的可行方法包括使用废水处理厂、洗衣机中的洗衣配件来捕获微纤维,以及改变服装制造工艺以减少摩擦或提高衣物的机械完整性。

CAS 出版物分析中与微塑料去除相关的热门关键词包括“过滤”、“污水处理厂 (WWTP)”和“膜生物反应器 (MBR)”(图 5)。 自 2010 年代中期以来,含有大多数关键词的出版物数量显著增长,这表明人们对该问题立即作出反应,与移除相关的研究工作似乎以与一般微塑料研究类似的速度增长。

图 5. 与一些微塑料去除技术相关的出版物数量。   膜生物反应器 (MBR);污水处理厂 (WWTP)
图 5. 与一些微塑料去除技术相关的出版物数量。  
膜生物反应器 (MBR);污水处理厂 (WWTP) 

也许最重要的是,我们要减少对塑料的使用。 可生物降解或可持续的替代品,如洗发皂竹海绵,以及零废品商店道德时尚品牌,都越来越受欢迎。

应对微塑料污染将需要科学家、研究人员、企业家、政府和公众的长期奉献和共同努力。 据世界卫生组织称,微塑料去除工作的障碍包括现有数据的不足,而在这些数据中,证据的质量并不可靠。

必须进行更多的现场和实验室研究,以确定微塑料对健康的真正影响,包括它们在组织中的保留和清除,以及它们的结合活性。 改进能够检测更小颗粒(纳米塑料)的分析工具是另一个首要任务。

尽管专家们认识到我们可以用多种方式来解决微塑料问题,但去除微塑料的资金支持以及相关盈利能力的缺乏是一项关键挑战。 经济援助和加强对塑料使用的监管法律将有助于加快迈向更可持续的塑料经济和更清洁、更健康的未来。 在我们的微塑料洞察报告中了解有关此主题的更多信息。

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