全球每年用化石燃料制成的石化产品生产超过4亿吨塑料。其中只有9%被回收利用，19%被焚烧处理；72%被送往垃圾填埋场、其他垃圾处理场或最终进入我们的环境。
这些塑料通过暴露在阳光、风或海浪中降解成越来越小的碎片，最终变成微塑料甚至更小的纳米塑料。
什么是纳米塑料？
微塑料是尺寸小于5毫米（比铅笔橡皮擦还小）的塑料碎片或纤维。随着它们进一步降解，它们会变成纳米塑料，尺寸小于1微米（千分之一毫米）。纳米塑料的行为与较大的塑料碎片截然不同，因为它们非常微小，具有相对较大的表面积，并且反应性更强。
它们难以被观察、表征或量化。然而，我们确实知道，包括人类在内的超过1500个物种会摄入这些塑料。纳米塑料也被发现存在于海洋、河流、阿尔卑斯山、南极冰盖、食物以及瓶装水和自来水中。
瓶装水中的纳米塑料
哥伦比亚大学科学家于2024年进行的一项研究表明，一升瓶装水（他们测试了三个未指明品牌的瓶装水）含有11万至37万个颗粒，其中90%是纳米塑料，其余的是微塑料。该研究的合著者、哥伦比亚大学气候学院拉蒙特-多尔蒂地球观测站的环境化学家严北展表示：“以前，这只是一个黑暗的、未知的领域。毒性研究只是猜测里面有什么。”
但在本研究中，研究人员采用了一种名为拉曼散射显微镜的新方法。该方法由论文共同作者魏敏和化学系研究生钱乃欣开发，利用激光束照射塑料颗粒，使科学家们能够分析其化学结构并识别特定的纳米塑料。研究人员识别出了七种常见的塑料，包括用于制造水瓶的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)和用于在装瓶前过滤水的聚酰胺 (PA)。
大多数纳米塑料似乎来自瓶子本身，以及装瓶前用于净化水质的反渗透膜过滤器。其他研究表明，PET塑料颗粒可能来自瓶盖的开关、瓶子的挤压或暴露在高温下（例如在汽车中）。
自来水中的纳米塑料
自来水中也含有纳米塑料，因为污水和饮用水处理厂并不能完全去除微塑料和纳米塑料。水处理中使用的微过滤器可以有效去除原水中较大的微塑料，但研究表明，水处理后仍会残留1至20微米大小的颗粒。
反渗透利用压力迫使水通过半透膜，用于许多市政水处理系统以及海水淡化系统，以在第三或第四阶段的处理中去除污染物和其他杂质。
但反渗透膜会随着时间的推移而降解，将微塑料和纳米塑料释放到水中。一项研究发现，反渗透结合其他工艺可以去除93-98%的微塑料，但经过处理后，水中仍然会残留纳米塑料。
供水系统本身——管道、泵和阀门，尤其是老旧磨损的管道——也可能通过管道和配件的腐蚀成为微塑料和纳米塑料的来源。饮用水分配系统或家庭中的管道通常由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或铸铁制成，并使用PA配件来连接管道系统中的管道。
纳米塑料源自哪里？
由于轮胎和洗衣废水已被确定为微塑料的重要来源，它们也可能是纳米塑料的主要来源。据估计，轮胎重量的30%是通过摩擦和制动排放到环境中的。
全球范围内，合成材料洗涤和洗衣废水产生了高达279,972吨的丙烯酸、尼龙和聚酯微纤维，其中约一半流入河流、湖泊或海洋。 Yan和他的拉蒙特同事Joaquim Goes正在研究如何去除洗衣废水中的纳米塑料。污水处理厂和雨水系统是进入地表水的纳米塑料的主要来源。
微塑料也存在于污泥中，污泥是水处理过程的副产品。这些微塑料来自膜中的聚酰胺和聚酯，以及水处理过程中使用的聚丙烯酰胺（用于促进颗粒聚集，使其更容易去除），以及来自原始原水中残留的微塑料。污泥经过处理分解其中的有机物后，通常被用作肥料或送往垃圾填埋场，因此纳米塑料会进入土壤。
人类是如何接触纳米塑料的？
我们人类一生中都会接触纳米塑料，由于这些颗粒的尺寸，它们可以在我们体内迁移，穿透组织和细胞。由于分析技术尚不足以量化环境中或人体内的纳米塑料，因此它们的影响尚未完全了解。
大多数关于纳米塑料对健康影响的研究都是在动物或细胞培养物中进行的。而且大多数研究都将生物体暴露于非常高浓度的纳米塑料中，这并不能反映真实的环境条件。虽然这些发现令人担忧，但科学家们尚不清楚实际暴露水平可能对人类健康产生何种影响，因此目前尚无确定的微塑料或纳米塑料在体内的安全水平。
我们通过食物接触纳米塑料。海洋中的纳米塑料被浮游生物和藻类等微生物吞噬；这些微生物被小鱼吞食，小鱼又被大鱼吞食。随着纳米塑料在这些微生物体内积累，这些微小颗粒沿着食物链进入人类体内。人类通过海鲜、盐、口香糖和许多其他食物摄入纳米塑料，也通过食用生长在受纳米塑料污染的土壤中的植物和饮用受纳米塑料污染的水摄入纳米塑料。
我们还会吸入纳米塑料。汽车轮胎产生的纳米塑料会进入街道周围的空气中。生产塑料的工厂会排放气溶胶状的纳米塑料，这些塑料会进入大气，最终进入雨水和水体。
我们用含有纳米塑料的水洗澡，或使用含有纳米塑料的个人护理产品和化妆品，都会通过皮肤接触到纳米塑料。
然而，钱乃欣断言，人类最直接接触纳米塑料的方式是通过医疗程序。到目前为止，这个领域还没有引起太多关注，但她和正在研究这一领域的同事认为，医疗环境中接触纳米塑料的问题亟待解决。
“如果你去医院静脉注射药物，这个过程实际上会把液体里的塑料直接输送到你的体内，”她说。 “这比喝瓶装水危险得多。我们知道，塑料袋的包装会把额外的增塑剂（也会以纳米颗粒的形式）带入血液。通过对小鼠进行成像，我们发现这些纳米颗粒会分布到全身各个器官。”
医疗保健依赖于一次性塑料。例如，血液被收集在塑料袋中用于输血。透析需要在整个透析过程中使用塑料管和膜。此外，透析患者必须反复进行这些程序。
“这些过程中有多少会将微塑料和纳米塑料带给患者？”钱问道。 “更重要的是，这些人的健康状况本来就不好，或者免疫系统受损。因此，纳米塑料的毒性对他们来说只会更加严重和危险。”
对人类健康的影响
摄入的纳米塑料会影响微生物群，可能导致炎症性肠病、自身免疫性疾病和癌症的发生。研究表明，肠道中的纳米塑料也会穿透肠道屏障进入血液。然后，循环系统会将纳米塑料输送到神经系统、肌肉骨骼系统、生殖系统和内分泌系统。
根据对鱼类的研究，纳米塑料会导致心率减慢、血栓形成、血管结构损伤、激素变化、免疫力下降以及血液生化改变。 2024年的一项研究分析了从颈动脉狭窄患者体内取出的斑块中是否存在微塑料和纳米塑料。他们发现，34个月后，颈动脉斑块中含有微塑料和纳米塑料的患者比未检测到塑料颗粒的患者发生心脏病发作、中风或因任何原因死亡的风险更高。
研究还表明，纳米塑料可以穿过血脑屏障，对鱼类造成脑损伤。喂食纳米塑料的小鼠表现出认知功能和短期记忆力下降。最近的一项研究分析了近期去世的人的大脑，发现其中的塑料含量比2016年的大脑样本高出50%。
科学家还发现，痴呆症患者的大脑中所含的纳米塑料比非痴呆症患者多得多，但他们不确定这是否是因为他们的大脑血脑屏障不够坚固。
在胎盘中也发现了纳米塑料，可能会对发育中的胎儿以及睾丸、精液和母乳造成伤害。
吸入纳米塑料会影响呼吸道，导致肺部慢性炎症、哮喘、肺纤维化和增加肺癌风险。
研究表明，几乎所有类型的细胞接触纳米塑料都会受到影响，通常会导致炎症，进而引发其他问题。然而，科学家们仍然不了解这些影响的潜在机制。
除了纳米塑料颗粒本身的影响外，由于其巨大的表面积，它们还能运输塑料制造过程中使用的有毒化学物质，例如多氯联苯 (PCB)、二恶英、滴滴涕 (DDT)、多环芳烃 (PAH)、双酚 A (BPA) 和邻苯二甲酸酯。这些化学物质中有许多是致癌物或内分泌干扰物。一项新的研究表明，全球356,238例心血管疾病死亡与个人护理产品、包装和食品容器中常用的邻苯二甲酸酯有关。
纳米塑料污染的解决方案
研究人员正在尝试开发更好的技术来去除水中的纳米塑料。物理方法包括使用新型膜材料进行过滤，以及使用各种能够结合污染物并将其从液体中去除的材料进行吸附。研究人员正在开发磁性粒子，这种粒子可以通过改变来吸引纳米塑料，并通过磁场将其去除。
电化学技术利用电流使某些材料能够识别、分离和吸引纳米塑料，或将其分解成更小、危害更小的碎片。可生物降解的聚合物在微生物的帮助下分解成天然物质，被用来吸引和结合纳米塑料，从而轻松去除它们。
密苏里大学的科学家开发了一种新型无毒化学溶剂，可以从水中捕获纳米塑料，然后上升到顶部，从而可以轻松去除实验室中淡水和咸水中 98% 的纳米塑料。
中国研究人员进行了一项实验，将水煮沸后过滤掉其中的纳米塑料，去除率高达90%。钱女士说，她自己也会把水煮沸后再喝。
纳米塑料在较高温度下容易聚集并形成更大的颗粒。通过煮沸水，你可以使小纳米颗粒聚集成更大的微粒，数千个微粒汇聚成一个。这降低了它们的毒性，因为它们更大的尺寸降低了它们穿过生物屏障进入细胞的能力。 “她说。
这些去除技术在实验室中已显示出良好的前景，但还需要进行更多研究来确定它们是否可以扩大规模，并确定它们对环境的影响。
钱先生认为探索替代塑料的新材料也很重要，并希望在该领域进行研究生研究。
“我们很有可能制造出与生物系统友好相互作用的材料，”她说。“我们应该找到一种方法，向大自然学习，找到对我们健康有益的解决方案。 ”
然而现在，她希望人们能够更加广泛地认识到微塑料和纳米塑料在医疗领域的潜在危害，并采取措施加以解决。
她说：“这需要全社会的共同努力，制造业要减少其产品中微塑料和纳米塑料的暴露，机构要对产品实施监管，材料科学、生物学和化学等不同领域的研究人员要了解它们的毒性并提供替代方案。 ”
如何减少接触纳米塑料
避免：
瓶装水
加工食品；其生产和包装会传播纳米塑料
洗碗机或洗衣凝珠
用热水清洗塑料制品和用微波炉加热塑料制品
一次性塑料制品，例如餐具或杯子
塑料包装
含有微珠和用作增稠剂的硅基聚合物的化妆品和个人护理产品；使用香皂和洗发皂
由聚酯纤维、尼龙或氨纶等合成纤维制成的衣服；选择棉、羊毛或亚麻等天然纤维
做：
如果可能的话，购买并储存在玻璃容器中
过滤自来水或将其煮沸后再饮用。
选择散叶茶；许多茶包会脱落纳米塑料
减少海鲜消费
多吃深色水果和蔬菜。它们含有的抗氧化剂可以减少微塑料引起的炎症
注意医疗过程中的塑料，并尽可能避免使用它们
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