【专访】关于微塑料：我们正在研究些什么 |前沿应用

2020-12-11 16:16:26, HORIBA HORIBA科学仪器事业部

我们的生活中已经离不开塑料，抬头环顾四周，塑料吸管、方便袋、包装瓶等等遍布生活的每个角落。在前不久的推送文章——《正在流进人体的微塑料》，我们已经见识到微塑料无孔不入的本领，哪怕你躲在家，不吃海鲜，也难以躲过微塑料的魔爪，因为微塑料已经存在于水中、土壤中、甚至空气中。

无所不在的微塑料，对环境都有哪些危害？我们还能做些什么？不久前，HORIBA科学仪器事业部特别采访了多伦多大学生态与进化生物学系的 Chelsea Rochma教授，以及马里兰大学环境化学系的Alterra Sachez博士。在这场采访中，我们就什么是微塑料、微塑料的危害、以及研究方法等话题展开了探讨。

Chelsea Rochma教授和Alterra Sachez博士

接下来，就让我们跟随Chelsea教授和Alterra博士的脚步，探讨这场由微塑料引发的环境危机。

为什么是微塑料？

HORIBA：能为我们简单介绍一下什么是微塑料吗？

Chelsea教授：从字面意思来讲，微塑料就是很小的塑料颗粒。科学上把微塑料定义为直径小于5mm的塑料颗粒。为什么是5mm？这是为了强调我们研究的对象非常小，大部分颗粒很难用肉眼直接看到，需要借助显微镜来进行研究。

HORIBA：为什么现在大家如此关注微塑料呢？

Alterra博士：相比于传统的塑料垃圾，微塑料有更大的污染风险，因为它们非常小，所以很容易被误食，小鱼小鸟都会摄入很多微塑料。

Chelsea教授：对的。从动物学的角度看，微塑料会影响生物的多样性进而影响到食物安全问题。第一，微塑料会消耗我们的鱼类资源；第二，微塑料会改变食物的营养价值，因为动物摄入微塑料会导致他们摄入维生素等营养物质减少；第三，微塑料上的化学物质会进入人体，这些都很值得研究。
我们目前做的工作就包括：分析微塑料如何进入环境，进入环境后会去哪里，对生物是否有毒性以及是否会影响生物的繁殖和减少种群数量。

样品分析过程

怎样看待微塑料的危害？

HORIBA：世界卫生组织发布报告说，饮用水中的微塑料“似乎”对人的健康没有影响。对此您怎么看？

Chelsea教授：世卫组织说没有必要担心饮用水中的微塑料，并不是说它无害，只是我们暂时没有证据说明它有害。我的研究就是要了解微塑料是如何影响鱼类和其他野生动物的，大部分微塑料研究的科研人员目前也在这个方向探索，不过仍然需要有医学背景的人加入以进行更加严谨的科学研究。

HORIBA：目前微塑料的危害达到哪种程度了？

Alterra博士：这个问题其实还没有达成共识，主要原因之一是没有标准化的微塑料颗粒。因为对微塑料的危害评估不能只看微塑料本身，微塑料上吸附的污染物也是产生危害的一个重要因素，但不同表面积的微塑料颗粒表面究竟会吸附多少污染物，目前还不清楚，因此需要有大小形状可控的标准塑料颗粒才能评估。

我的大部分工作就集中在制造标准化的微塑料颗粒上，在实验室里你可以看到各种各样的微塑料，这些颗粒有不同的形状、大小，大小不同也就是表面积不同，表面积越大，意味着它能吸附更多的污染物。

采集的样品

微塑料也有“帮凶”？

HORIBA：您提到评估微塑料的危害，不能忽视污染物的吸附，这部分吸附物都是怎么到达微塑料表面的呢？

Chelsea教授：很多化学物质会富集在塑料上，部分是生产塑料时加进去的，还有一部分则是环境中吸附上去的。所以，当我们从环境中采集一块塑料，意味着它不仅仅是一个塑料，而是一个化学混合物。

Alterra博士：是的，正如Chelsea教授所言，微塑料还扮演着环境污染物运输载体的角色。塑料颗粒就像海绵，遇到污染物时就会吸附它们，塑料去了哪里，就会把吸附在上面的污染物带到哪里。

这些吸附的污染物，诸如医药和个护用品残留之类，它们在水中并没有很高的浓度，但在微塑料中浓度就很高；而且这些污染物从污水厂进入干净水体的过程中，原本可能漂不了多远就沉淀下来，现在却可以附着在微塑料上漂到更远的海洋。

因此，研究微塑料对环境污染物的吸附有助于了解环境污染物的运动转移，这对评估微塑料的危害十分重要。

样品分析

微塑料检测包括哪些工作？

HORIBA：能简单介绍一下您在制造标准化颗粒方面的工作吗？

Alterra博士：我之前提到，微塑料吸附污染物的能力由颗粒表面积大小决定，并直接影响微塑料颗粒的危害程度。因此，要研究不同表面积的塑料对于污染物的吸附能力，就要制造不同尺寸的标样。

在过去的几年里，我一直在研究制造标准颗粒的方法，也制造了一批不同尺寸的颗粒，从45微米到600微米都有，600微米肉眼可见，大小就像指甲油中的闪光粉，45微米的颗粒是一种肉眼不可见的超细的粉末。
我不做毒性测试，只做化学分析，包括计算塑料颗粒上吸附了多少污染物等等，这样将来专门从事毒性测试的人员在研究时，就可以有标准化的颗粒来进行大面积实验。

制备的标准样品

HORIBA：能介绍下在您的实验室是如何进行微塑料毒性研究的吗？

Chelsea教授：上面Alterra博士提到她只做化学分析，而我主要做的是毒性分析。在我的实验室中，我们会对微塑料做不同的毒性实验，来观察微塑料是如何影响鱼类或其他无脊椎动物的，包括不同的塑料数量、大小和类型对生物的影响。

我有20个本科生在做毒性分析工作，他们主要利用拉曼来分析样品，拉曼会告诉我们每个颗粒是不是塑料以及是什么类型的塑料。目前似乎有颗粒越小危害越大的趋势，有研究表明，极其微小的颗粒是可以进入人体各个部位的，不过还需努力找到更加确切的答案。

另外我们还在尝试做一个更大范围的实验，就是在实验湖泊系统中去做研究。在这样一个完整的生态系统中有浮游植物、浮游动物和鱼类群落。我们把微塑料放入这个系统中，从而了解微塑料如何在这个系统中转移，如何影响不同的群落，进而如何影响生态系统。

样品分析过程

拉曼在微塑料研究中有何作用？

HORIBA：您刚刚提到用拉曼测试样品，能介绍一下拉曼在你们研究中的具体作用吗？

Chelsea教授：我们研究的塑料颗粒非常小，你无法用眼睛甚至显微镜分辨出这些颗粒是塑料还是其他物质，所以需要通过化学分析来确定它们的成分。拉曼可以实现这一目的，并且除了鉴别颗粒成分，拉曼还可以做定量分析以获取生物体中的微塑料含量。

此外，我们还计划建立一个塑料聚合物数据库，将实验中获取的光谱上传到基础数据库中，就可以更便捷地去匹配样品颗粒成分。

样品分析过程

携手抗塑，我们能还能做什么？

HORIBA：除了二位提到的微塑料毒性研究，以及标准颗粒物研究，对微塑料的研究我们还能做些什么？

Chelsea教授：科学研究的规律一般是这样的：首先你得弄清楚它在哪。现在已经有大量工作证明微塑料存在于饮用水、海鲜、甚至灰尘等环境中。目前的问题就是，环境中具体存在多少微塑料很难量化，好在已经有人在进行这方面的研究。

Alterra博士：对于微塑料的研究我们应该团结起来（这也是我们现在积极在做的），这样在未来10年，应该会有更好的方法来应对微塑料。

编者注：

从大气环境到极地冰雪，微塑料的身影已无处不在，毫无疑问，这又是一场需要全人类携手面对的挑战。但我们坚信，随着对微塑料的追踪研究愈加深入，人们可以期待一个没有塑料污染的明天，而这需要的不仅仅是科学家们的执着努力，也需要我们普通人的支持与关注。

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