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Apr. 25 2019

塑膠微粒正在從天而降

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  • 塑膠碎屑隨風飄散全球,它們最後會破碎成微小的顆粒。PHOTOGRAPH BY ROBERT BROOK, CORBIS/GETTY IMAGES

科學家在偏遠的山區發現有大量的微小塑膠顆粒從天而降。

塑膠碎屑隨風飄散全球,它們最後會破碎成微小的顆粒。PHOTOGRAPH BY ROBERT BROOK, CORBIS/GETTY IMAGES

在看似純樸偏僻的山區卻發現從天上掉下來微小的塑膠汙染物,這是破天荒的研究發現,也凸顯了關於塑膠汙染遍及全球的問題。

科學家在法國南部庇里牛斯山區(Pyrenees Mountains)記錄到的一份每日數據顯示,該地每平方公尺面積上有著從天而降的365片微塑膠(microplastic)顆粒。

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「沉降下來的微塑膠量大得驚人。」法國土魯斯(Toulouse)農業與生命科學學院(School of Agricultural and Life Sciences)生態環境實驗室(EcoLab)的研究人員狄歐妮.艾倫(Deonie Allen)說。在方圓100公里內並沒有明顯的微塑膠來源,艾倫說,她是這份4月15日發表在《自然-地球科學》(Nature Geoscience)期刊研究的第一作者。

「微塑膠是新的空氣污染物。」艾倫說。

微塑膠是非常小片的塑膠廢棄物,它們出現在海洋和水路中的情況,近年來獲得科學界和媒體很大的關注。然而空氣中微塑膠存在情況的相關研究,在此之前只有兩篇,地點都是在城市而且結果差不多,艾倫說,看來空氣中的微塑膠是無所不在。

「如果你到室外,將紫外光波長設定在400奈米照射,你會看到空氣中發亮的各種塑膠顆粒,」她說:「室內差不多更糟,情況是有點兒嚇人。」

艾倫和同事在海拔大約1400公尺高的氣象站收集了5個月的微塑膠,使用的是外型很像高大煙囪的大氣沉降捕捉器。他們計算和分析了收集器底部小於300微米的塑膠碎片、纖維和薄膜。人類頭髮的直徑平均介於50到70微米,人肉眼所能看到的最小顆粒大約是40微米。

測站所找到的微塑膠裡,半數以上都是不到25微米的碎片。

為了尋找這些收集到的微塑膠的來源,研究人員調查了氣流的模式,然而卻發現從這個地區往外半徑97公里都找不到汙染源──那裡附近人口零星分布,而且沒有工、商、大型農業活動。他們同時也收集到大量橘色石英狀的粉塵,共同作者史提夫.亞倫(Steve Allen)說。這些很可能是來自撒哈拉的粉塵,因為過去有研究指出這種400微米大小的沙塵顆粒,能飄過數千公里的距離。不過「沒人知道微塑膠能飄多遠,」他補充說。

科學家曾經警告過人類正在製造一個「塑膠星球」,2015年約有3.8億公噸的塑膠被製造出來,而1950年時才剛超過181萬公噸。一份2017年的研究估計,在這65年間有將近54億公噸的塑膠最後不是進入垃圾掩埋場,就是留在自然環境裡。原本是瓶罐或包裝材料等的塑膠廢棄物,會隨時間降解成微塑膠顆粒或更小的奈米顆粒。有研究估計約有15到51兆個微塑膠顆粒正在海洋表面漂浮。1兆就是1萬億,1兆秒差不多等於3萬2000年。

微塑膠影響健康?

人類會經由食物和空氣而接觸到微塑膠,不過會對健康產生什麼影響仍是未知,英國倫敦國王學院(King’s College)環境與健康中心(Centre for Environment and Health)的研究員史蒂芬妮.萊特(Stephanie Wright)說。

「我們直到最近才了解到人類會經由空氣接觸到微塑膠。」萊特說,她在2017年寫了一篇文章詳細評論了人類健康和微塑膠的關係。

目前已知小於25微米的微塑膠能從口鼻進入人體,而且那些5微米以下的顆粒最後會到達肺部組織。「我們確實知道其他種類的小顆粒會對健康產生影響。」萊特說。

空氣中因為燃燒化石燃料而產生的細懸浮微粒──包括黑碳和煤煙──獲得了許多關注目光,它們對健康的影響層面很廣,從氣喘到心臟病,以及傷害兒童的記憶力和智商。大多數國家的空氣汙染標準中,會限制小於10微米和特別是小於2.5微米的顆粒在空氣中的濃度,這二者分別就是所謂的PM10和PM2.5標準。

我們已經知道,微塑膠往往是很黏的,而且會累積如汞等重金屬與持久性有機汙染物(persistent organic pollutants,POPs),包括溴化阻燃劑和多環芳香烴(PAHs)。這些物質已知對健康有影響,萊特說。

微塑膠在環境中的濃度很可能也會隨著塑膠生產量的上升而增加,包括合成纖維紡織品,科學家警告說。塑膠現在也使用在道路、磚塊、混凝土、油漆和其他一大堆民眾可能不是那麼清楚的東西裡。然而「對環境中的微塑膠我們不知道的東西太多了。」萊特說。

而對奈米塑膠(nanoplastic)微粒的了解又更少了。奈米表示真的非常小:10億個奈米微粒才不過一個針頭的大小。

奈米微粒又是什麼情況?

「應該沒有人會因為到處都有微塑膠而感到驚訝。」瑞士弗里堡大學(University of Fribourg)的羅曼.萊納(Roman Lehner)說。奈米塑膠也是無所不在,不過偵測它們的科技卻還不存在,正在研究這個問題的萊納說。

同樣的物質在奈米顆粒大小時的物理和化學性質,可能與它在微米以上大小時截然不同。奈米塑膠一個獨特的性質,就是相較於體積,它們表面的原子很多,這使它們很容易發生化學反應。奈米塑膠顆粒為人體健康和環境帶來的潛在風險可能和微塑膠不同,萊納說,他也與人合寫了一份新的潛在風險評論。

實驗室的研究顯示,奈米塑膠會影響水生生物。數個研究指出聚苯乙烯(polystyrene)的奈米塑膠微粒被水生生物食用後會通過牠們的細胞壁,這似乎能改變魚類和其他海洋生物的行為,還能影響牠們的內分泌功能。實驗室裡的實驗結果也顯示奈米塑膠能通過人類腸道樣本的細胞壁。

關於大氣中的奈米塑膠和它對人體健康與環境的影響,幾乎沒什麼相關研究。萊納說:「我們還不知道它帶來的所有危害,不過對環境的影響很可能非常嚴重,因此更多的研究是必要的。」

僅管還需要更多研究,但謹慎起見還是少用些塑膠,亞倫說。一次性塑膠如購物袋或吸管等必須被淘汰。回收塑膠只是延後它們降解成微塑膠,因此較好的方式,還是減少使用塑膠,他說。

至於生物塑膠(bioplastics)或是可生物分解(biodegradable)塑膠呢?它們還是會變成你看不見的微塑膠,亞倫說。

塑膠與氣候

氣候變遷是另一個應該減少使用塑膠的理由,同時發表的一份新研究如此警告。幾乎所有的塑膠都由化石燃料製成,而根據《自然-氣候變遷》(Nature Climate Change)期刊上的一份新研究可知,這個產業在2015年所造成的二氧化碳排放總量達到17億公噸。由於塑膠產品總體積每十年就會加倍,到2050年二氧化碳的排放量將達到65億公噸,或大約占全球碳預算(global carbon budget)的15%。

如果塑膠產業是一個國家,它會是第四大的二氧化碳排放國,僅次於中國、美國、和印度。然而這份研究指出,積極應用再生能源、回收資源和以生物質為原料,可以讓2050年的排放量保持在2015年的大小。然而,到時候塑膠的生產量仍會是將近現在的四倍。

延伸閱讀:90%食鹽中都含有微塑膠?在地球最深的海溝裡,生物正在吃塑膠!

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