微塑料遇水会“反应”？新研究揭示其对生物的危害

微塑料是从大件塑料制品碎裂出来的微小碎片。过去人们常认为它们和大块塑料一样，在化学上比较惰性，主要风险来自它们吸附或释放的污染物，或者它们在体内造成的物理影响。但哥伦比亚大学和加州大学伯克利分校的研究人员发现，水能让微塑料表面变得具有化学活性，并可能因此成为潜在危害。这项研究发表于《自然》。研究人员说，这种化学活性可以在正常环境条件下自发发生，不一定需要阳光或其他促使塑料老化的因素。它能生成一些可以改变其他分子的化学物质，包括那些对生物体很重要的分子。为什么越小的塑料反而越容易发生化学反应？科学家认为，这和表面积变大有关：塑料碎得越小，可供反应发生的表面就越多。哥伦比亚大学化学与生物医学工程教授魏明在新闻稿中说，塑料碎片越来越小，表面积大幅增加；这些微塑料会改变周围的水，产生高能量的活性自由基，很可能造成我们在动物和潜在人群中看到的、与微塑料接触有关的生物损伤。自由基就像非常活跃、不稳定、容易抢走电子的小分子碎片。这些危险物质属于一类叫活性氧的化学物质，其中羟基自由基尤其突出。羟基自由基会从组成细胞膜的蛋白质和脂肪中抢走电子，破坏膜的结构与功能。参与该研究的博士后钱乃鑫说，这类分子是教科书上典型的能够损伤动物和人体组织的分子。人体并非毫无防御。被大众熟悉的抗氧化剂可以中和这些高活性化学物质；但如果活性物质数量远超抗氧化剂，防线就会被突破。这种失衡会发展为氧化应激，使细胞受损。此前研究已经发现，接触微塑料会引起与氧化应激有关的细胞反应，但造成损伤的具体机制仍不完全清楚。微塑料究竟有多普遍地进入人体，目前仍有争论，一些比较惊人的检测结果也曾受到质疑。不过，即使只有少量微塑料进入人体组织，它们也可能和体内的水发生反应。研究者尤其关注对血液的影响，因为血液主要由水组成。如果接触体液就能让微塑料表面在化学上活跃起来，那么微塑料在体内的危险就不只是携带或释放污染物，还可能直接引发化学反应。实验中，研究者让从小鼠体内取出的红细胞接触不同类型微塑料。红细胞发生变形和破裂，也就是溶血。那些与水反应更强的塑料造成的损伤更大，说明正是水激活微塑料表面的反应性导致了细胞损伤。过去关于微塑料危害的研究，主要关注塑料中的化学物质渗出或塑料的物理影响，常常假设塑料本身在化学上是不活跃的。大块塑料大多确实如此，但这项发现挑战了那种以为大块塑料的性质一定会照搬到它的微小碎片上的观念。该文章最初发表于WIRED en Español，并由西班牙文翻译而来。