經(jīng)空氣傳播的微塑料顆?;蚶w維是否對人體健康有影響?2018年發(fā)表在Environmental Pollution的《Airborne microplastics: Consequences to human health?》綜述了已有研究并提出了對人體健康可能造成的危害。
巴黎大區(qū)的大氣沉降物中發(fā)現(xiàn)了微塑料。由于微塑料體積小,可以隨呼吸進(jìn)入呼吸道,并可能由于個人體質(zhì)不同和微塑料性質(zhì)不同導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)損傷。盡管空氣中的微塑料是一個新的課題,已有研究報(bào)道了在受到較高濃度微塑料暴露的工人吸入微塑料纖維和顆粒后,經(jīng)常引起呼吸困難。即使環(huán)境濃度很低,易感個體也可能有發(fā)生類似病變的風(fēng)險(xiǎn)。
在微塑料研究的實(shí)驗(yàn)過程中,廣泛存在的空氣中微纖維的污染證明衣物上的微塑料可由空氣傳播。該文從以下幾個方面重點(diǎn)論述:(1)基于濃度和分布的暴露分析;(2)與空氣中接觸微塑料有關(guān)的職業(yè)病;(3)空氣微塑料顆粒毒性機(jī)理;(4)易位機(jī)制;(5)除微塑料自身毒性外的其他毒性機(jī)制;(6)討論對人類健康的后果。空氣微塑料的來源包括合成化纖、合成橡膠輪胎的侵蝕和城市灰塵,以化纖衣物為最主要來源。通過大氣的傳播的微塑料貢獻(xiàn)了7%的海洋微塑料污染。在室內(nèi),大于50微米的空氣微塑料的沉降速率為0.4-59.5個/m3。在大氣中的輸運(yùn)和風(fēng)速、風(fēng)向、垂直距離、溫度、降水有關(guān)。室內(nèi)含量高于室外、郊區(qū)等場所。而人們70-90%的時間呆在室內(nèi),使得室內(nèi)成為空氣微塑料暴露的最重要場所。當(dāng)微塑料成為一種空氣污染物PM,空氣污染與肺癌和心肺疾病造成的死亡率呈正相關(guān)。除健康外,顆粒物還可能通過散射太陽輻射和干擾云的形成而影響氣候。有機(jī)化合物占PM質(zhì)量的20-60%,含有一種被稱為有機(jī)碳的成分,它是由目前的分析手段所無法識別的單個物質(zhì)的復(fù)雜混合物構(gòu)成的,任何將這些顆粒釋放到大氣中的過程(例如,輪胎和剎車磨損)都會產(chǎn)生有機(jī)碳。微塑料作為一種有機(jī)物,可能包含在這一部分之中,但現(xiàn)有的分析手段無法將微塑料從PM中分析出來。隨著空氣微塑料的不斷增多,需要探索新的PM中微塑料鑒定方法。化纖工業(yè)主要生產(chǎn)的聚合物種類為尼龍,聚酯,聚氨酯,聚烯烴,丙烯酸和乙烯類聚合物。除了呼吸系統(tǒng)損傷,癌癥也可能是慢性暴露于化纖的結(jié)果,但毒性和天然纖維類似。對羅德島的一個工廠的深入研究,發(fā)現(xiàn)其間質(zhì)性肺病的發(fā)病率異常高,通風(fēng)不足導(dǎo)致可吸入粉塵濃度高,64.7%的生產(chǎn)和維修工人出現(xiàn)全身和呼吸系統(tǒng)癥狀,與工人每周工作時數(shù)有關(guān)。此外,對大鼠肺細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)表明,含添加劑的PVC顆粒比不含添加劑的PVC顆粒具有更高的炎癥電位,與純添加劑的效果相似。所述職業(yè)病應(yīng)為吸入塑料顆?;蚱錆B濾液后產(chǎn)生的毒性。根據(jù)個人新陳代謝和易感性差異,不同人對吸入微塑料的反應(yīng)可能會表示為支氣管反應(yīng)、彌漫性間質(zhì)纖維化和肉芽腫與纖維夾雜物(外在過敏性肺泡炎、慢性肺炎)、支氣管和支氣管旁組織炎癥和纖維化的變化(慢性支氣管炎),和隔膜病變(氣胸)。在化纖、flock和PVC行業(yè)的工人中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的職業(yè)病表現(xiàn)為類似的無差別的呼吸道和間質(zhì)性肺病,可能是由于塑料顆粒的刺激性和持久性造成的。造成空氣微塑料毒性的機(jī)制,作者討論了通過吸入后的沉降、清除、感染和癌癥,詳細(xì)討論請參見原文。炎癥性病變可能是由相互關(guān)聯(lián)的機(jī)制引起的,即粉塵超載(dust overload)、氧化應(yīng)激(oxidative stress)和細(xì)胞毒性(cytotoxicity),最終可能引起惡性病變。在肺中已發(fā)現(xiàn)存在250微米的纖維,而空氣中纖維尺寸范圍為200-600微米,可據(jù)此估計(jì)成年人每天肺部會接受26-130個微塑料纖維的暴露。此外,作者還討論了在組織內(nèi)轉(zhuǎn)移,對呼吸系統(tǒng)以外的器官造成毒性,以及造成轉(zhuǎn)移的物理、化學(xué)和生物媒介,包括單體、添加劑、吸附的化學(xué)物質(zhì)和微生物及其毒素等等。大氣可能成為微塑料的重要來源,進(jìn)入陸地和水體環(huán)境中。而進(jìn)入陸地和水體中的微塑料可能通過氣溶膠重新回到大氣中。作者指出,未來的研究中,應(yīng)檢查微塑料是否在人和動物的肺部出現(xiàn),空氣微塑料的時空含量、來源和分布、沉降的影響因素,空氣微塑料吸附的其他大氣污染物的毒性。
綜上,微塑料也存在于大氣中,吸入后可能通過沉降污染生態(tài)系統(tǒng)或引發(fā)疾病。通過粉塵超載、氧化應(yīng)激、易位和基因突變等機(jī)制,空氣中的微塑料有可能導(dǎo)致呼吸道和間質(zhì)性肺病,在涉及flock、化纖和PVC的行業(yè)中常常被翻譯為職業(yè)病。然而,低環(huán)境濃度可能導(dǎo)致一般人群中呼吸和心血管疾病的發(fā)病率。需要進(jìn)行更多的研究來澄清這些新出現(xiàn)的污染物的大氣濃度,以及它們誘發(fā)病理學(xué)的機(jī)制。Prata, J. C., Airborne microplastics: Consequences to human health? ENVIRON POLLUT 234 115 (2018).
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