微塑料:为什么这么重要?

曼彻斯特大学最近的一项研究已经在头条新闻中看到了微塑料:研究小组在英格兰西北部城市、郊区和农村地区的40个河床上发现，除了一个地方外，他们调查的所有地点都被微塑料污染了。其中一些每平方米含有超过50万个微塑料颗粒，这是迄今为止在任何水体中发现的最高浓度……

然而，微塑料并不是一个新问题——2007年，它们在一篇科学评论中被强调为“潜在关注的新兴污染物”。从那以后，它们已经变成了一个看起来相当大的问题:2014年的一项估计显示，海洋中的微塑料颗粒数量在15到51万亿之间，重达23.6万吨。这听起来像是大量的塑料——然而，根据曼彻斯特团队的研究结果，这实际上可能大大低估了我们海洋中微塑料的数量。

微塑料从何而来?

微塑料只不过是直径小于5毫米的微小塑料碎片。然而，检测到的最小的塑料微粒要比这个小得多——一个针头上可以容纳数千个塑料微粒。事实上，很可能存在塑料微粒，只是它们太小了，无法用标准的研究方法检测到。我们大多数人都熟悉我们日常使用的塑料物品，因为它们相对较大-肯定比微塑料颗粒大。所以微塑料从何而来似乎有点神秘。

一般来说，微塑料根据其来源分为“一级”和“二级”:

“初级”意味着微塑料颗粒是在生产过程中“故意”产生的。这种微塑料颗粒的一大来源是清洁产品——微小的塑料珠在工业生产过程中用作磨料，但也用于化妆品，包括洗面奶、洗手皂和牙膏。它们也被广泛用于制造药物——微珠具有多种特性，可以被利用，例如，帮助优化药物输送到体内特定部位。微塑料的另一个重要主要来源是纺织品——微小的塑料纤维在洗涤时会从织物上脱落。最后，塑料珠或颗粒通常被用作制造更大的塑料制品的前体——它们可能在运输过程中“逃逸”，甚至在制造过程中。

当大型塑料材料通过环境过程(通常是在海洋环境中)逐渐分解成更小的碎片时，就会出现“二次”微塑料。这个过程有两个阶段:首先，塑料被降解。这会降低它们的平均分子量，实际上，这意味着塑料变得更易碎。这个过程的第二阶段是破碎:脆弱的塑料会分解成微小的颗粒。通常，降解发生在塑料暴露在阳光下的过程中:当塑料暴露在UV-B射线下时，它们会经历“光氧化降解”——通过光的作用而分解。红外线的吸收可以加速这一作用:这会加热塑料，加速光氧化降解，同时也会启动较慢的热氧化降解过程(在中等温度下通过热分解)。这些过程会导致塑料表面出现微小的裂缝，这些裂缝会随着温度或湿度的变化而脱落，或者与沙子摩擦，产生微塑料碎片。在海滩上，沙子达到高温，塑料暴露在充足的光线下，降解和破碎发生得非常有效。已经在水体中的塑料，如海洋，温度较低，通常暴露在较少的紫外线下。此外，它们往往会被生物膜、藻类和其他海洋无脊椎动物覆盖——这一过程被称为“生物污垢”，这使塑料更不易降解。 As such, the vast majority of secondary microplastics originate on beaches, and are subsequently washed in to the sea.

微塑料到哪里去了?

无论微塑料来自哪里，它们旅程的最后一个共同终点都是海洋。来自家庭和工业用途的微塑料被收集在污水和废水中，并可能在暴风雨期间从河床和海滩上被冲走。通常，由于运输过程中的事故，或者由于人类在海岸线上乱扔垃圾，它们直接流入大海。正如我们已经看到的，因为一旦塑料进入水中，降解的效率就会低得多，所以与海滩相比，海洋中的直接垃圾是微塑料的重要来源。

目前，还不完全清楚微塑料对海洋野生动物有什么影响。重要的是，它们的大小与浮游植物相似，而浮游植物是浮游动物的主要食物。在实验室研究中观察到，浮游动物在进食时不区分浮游植物和微塑料颗粒，不分青红皂白地摄入两者。浮游动物本身被包括鱼类在内的大型海洋生物消耗。通过这种方式，微塑料可以对海洋食物链的每个层面产生影响。

尽管微塑料有可能直接对海洋生物有毒，但这似乎不太可能——大多数生物没有办法在消化道中分解微塑料，因此，这些颗粒被认为是相对惰性的。然而，微塑料通常含有制造过程中遗留下来的前体，并且在暴露于热量和阳光下时也会积累降解的副产品。这些化合物被认为是有毒的，有证据表明，随着时间的推移，它们会从塑料微粒中“泄漏”出来。这本身就导致了海洋中污染物的总体水平。也有可能这些化学物质通过微塑料在食物链中的逐步积累而在海洋生物体内达到有害水平:有强有力的证据表明，微塑料可以在营养水平之间转移，这意味着微塑料可能会随着时间的推移在食物网中积累。目前还不清楚这对海洋动物的总体影响。

更令人担忧的是微塑料颗粒与水中污染物相互作用的方式。这种相互作用中最大的罪魁祸首是被称为“持久性有机污染物”(简称POPs)的化学物质。这些物质来自农药、溶剂和药品以及其他工业溶剂。持久性有机污染物积聚在微塑料颗粒的表面，其浓度比周围水中的浓度高出许多倍。由于这种影响，pop包覆的微塑料颗粒在被摄入时可能对海洋微生物(如浮游生物)产生毒性作用。也有证据表明，肠道酶导致POPs在消化过程中从微粒中释放出来。然后，持久性有机污染物逐渐在大型海洋物种的组织和器官中积累。它们似乎特别聚集在脂肪组织中。这可能造成的破坏程度尚不清楚，但所有的共识是，它可能对海洋生态系统产生相当大的影响。

我们能对微塑料做些什么?

微塑料的一个问题是它们不能生物降解——或者至少，生物降解速度极慢。这意味着它们一旦存在，就不能通过自然过程从环境中去除。此外，它们通常太小，无法通过机械手段有效地从它们所处的水体中清除。这意味着限制微塑料造成破坏的最佳方法是确保它们首先不进入海洋生态系统。

许多研究小组提倡政策层面的干预措施，以减少微塑料的使用:这已经引起了一些关注，禁止在化妆品中使用微塑料珠的禁令逐渐在世界各国生效——首先是2015年在美国，最近是2018年1月在英国。其他建议的行动方针包括监测微塑料在工业中的使用，目的是鼓励对生产方法和产品设计进行研究，以限制对微塑料的需求。这些措施应有效解决原生微塑料问题。

就二次微塑料而言，限制它们进入海水应该要简单得多，因为它主要依赖于消除它们产生的大块塑料:例如，由于海滩上的塑料垃圾似乎是二次微塑料的最重要来源之一，从海岸和海岸线上清除大块塑料应该会产生重大影响。

随着人们越来越认识到微塑料是一个主要的生态问题，科学家、政府和行业正慢慢开始努力限制其造成的危害。然而，正如曼彻斯特大学的研究表明的那样，我们在了解微塑料污染的真实规模以及它对自然生态系统的影响程度方面还有很长的路要走。