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一小瓶里的一块人类脑组织，在加入碱液后开始融化。在接下来的几天里，这种腐蚀性化学物质会分解其中的神经元和血管，留下一种可怖的浆状物，里面含有数千个微小的塑料颗粒。
毒理学家马修·坎彭一直在使用这种方法，来分离并追踪在人类肾脏、肝脏，尤其是大脑中发现的微塑料及其更微小的同类——纳米塑料。坎彭就职于位于阿尔伯克基的新墨西哥大学，他估计从一个捐赠的人类大脑中大约能分离出10克塑料，差不多相当于一支未使用过的蜡笔的重量。
科学家们几乎在所有研究过的地方都发现了微塑料：在偏远岛屿、南极洲的新雪中、西太平洋的马里亚纳海沟底部、食物、水以及我们呼吸的空气中。像坎彭这样的科学家还发现，微塑料遍布人体各处。
然而，检测只是第一步。要确切判定这些塑料在人体内的作用，以及它们是否有害，则困难得多。这是因为并不存在单一的“微塑料”。它们有各种各样的尺寸、形状和化学成分，每一种都可能对细胞和组织产生不同的影响。
这正是坎彭的米色泥浆发挥作用之处。尽管微塑料无处不在，但很难确定人们接触到哪些微塑料、如何接触到的，以及哪些颗粒进入了人体的各个角落。坎彭从尸体上采集的样本，反过来可以用于测试活体组织对人们随身携带的这类塑料的反应。
坎彭说：“说得不吉利点，我能想到获取优质且相关微塑料的最佳来源，就是取一整个人类大脑并将其消解。”
全世界都急需相关数据——例如，德国消费者在2023年将食品中的微塑料列为他们最关注的环境健康问题。一项旨在限制塑料产量的全球条约的谈判正在进行中。然而，由于分析方法不足、存在污染风险以及不同领域科学家之间缺乏合作，研究结果进展缓慢。佛罗里达州坦帕市莫菲特癌症中心的癌症研究员凯瑟琳·伊根说：“目前没有现成的操作指南，也没有标准操作规程手册。我们只能边做边摸索，这是一个过程。”
但有迹象表明，科学家们正在解决这些难题，这个领域也在逐渐成熟。坎彭是一批开发非常规方法并组建跨学科科学家团队的研究人员之一。他们正在与时间赛跑。塑料生产始于不到一个世纪前，年产量屡创新高，而这种材料即使不需要数千年，也需要数百年才能降解，在此过程中会产生数万亿的微塑料。
荷兰瓦赫宁根大学的环境化学家巴特·科尔曼斯说：“微塑料无处不在，我们无法逃避它们。”
不断累积
特隆赫姆挪威科技大学的生物学家马丁·瓦格纳表示，“微塑料”这个术语是20年前创造的，但仅在过去10年，研究人员才从研究环境和动物中的微塑料颗粒，进展到评估它们对人类健康的影响。他说：“这是一个新兴领域。”
坎彭的团队已经得出了严峻的结果：根据他们本月发表在《自然·医学》杂志上的研究结果 ，随着塑料制品数量的急剧增加，在大脑、肝脏和肾脏中发现的微塑料浓度也在上升。平均而言，2024年大脑样本中的微塑料含量比2016年的样本高出约50%。而且大脑样本中的微塑料含量比肝脏和肾脏样本中的含量高出多达30倍。
Bioaccumulation of microplastics in decedent human brains | Nature Medicine
今年1月发表的另一项研究 可能为这些颗粒如何聚集提供了线索。研究人员给小鼠喂食含有微塑料的水，并追踪这些颗粒在小鼠体内的移动情况。研究人员发现，这些塑料被免疫细胞吞噬，最终在大脑的小血管中堆积并堵塞血管。
塑料对人体器官的影响是当前深入研究的课题。当科学家在实验室中将微塑料添加到人体组织样本中时，可能会导致细胞死亡、免疫反应和组织损伤。数百项研究将动物（主要是水生生物）暴露在微塑料环境中，发现这些颗粒会堵塞它们的肠道或影响它们的繁殖能力。基于这些发现，研究人员怀疑这些颗粒可能与人类的癌症 、心脏 、肾脏疾病 、阿尔茨海默病 或生育问题 有关。
但目前尚无证据表明微塑料会直接导致人类健康状况不佳，只有数据显示它们之间存在关联。2024年3月发表的一项具有里程碑意义的研究 报告称，在约250名接受心脏手术的患者中，近60%的人主动脉内存在微塑料或纳米塑料。在术后三年内，这些人发生心脏病发作、中风或死亡的可能性，是动脉内无塑料的患者的4.5倍。
但正如该研究的作者所承认的，塑料的存在可能与其他影响健康的因素相关，比如饮食或社会经济地位。
不断变化的局面
在过去十年里，这个领域发展迅速：例如，2014年，爱思唯尔Scopus数据库中列出的包含“微塑料”关键词的论文有20篇。2024年发表的此类论文近6000篇。美国国立卫生研究院（NIH）直到7年前，即2018年，才首次批准了一项包含“微塑料”一词的研究资助。从那以后，该机构已经资助了超过45个项目。
但随着资金的涌入和关注度的提高，研究人员仍在开发相关方法。研究孕期塑料影响的新泽西州皮斯卡塔韦罗格斯大学毒理学家菲比·斯特普尔顿说，这种创新热潮令人兴奋。但这也意味着每个科学家团队都在开发和使用不同的分析方法来检测和描述微塑料。而且目前还没有太多研究分析每种方法的可靠性或有效性。
在大西洋发现的各类微塑料样本。
位于阿尔伯克基的新墨西哥大学的黏膜免疫学家埃利塞奥·卡斯蒂略研究微塑料颗粒对消化系统和免疫系统的影响，他表示，这种缺乏标准化的情况使得不同研究团队的研究结果难以进行直接比较。
例如，许多研究使用的是原始微塑料，比如小球体，它们并不能代表环境中发现的微塑料颗粒的多样性。一些研究人员认为，这些是最容易获得且标准化的微塑料样本，而另一些人则表示，使用这些样本是浪费资金，因为它们与人们实际接触到的微塑料差异太大。坎彭说：“我们拼命维护自己的研究领域”，而这最终可能会阻碍得出确凿的数据。塑料本身存在众多变量，包括大小、形状和成分。而且，许多塑料表面涂有一万多种化学添加剂中的一种，以使它们更具柔韧性、阻燃性或可降解性。此外，塑料对不同器官或细胞类型的影响可能也各不相同。例如，尖锐的微塑料碎片在脆弱的肺部环境中可能比在咽喉部位更具破坏性。
纽约罗切斯特大学医学中心的吸入毒理学家艾莉森·埃尔德说，剂量以及摄入途径也很重要。她说：“吸入途径是一个主要担忧点，因为如果吸入的塑料能够进入肺部深处并引发炎症反应，那么它们无需进入其他部位就能对健康产生影响。”
斯特普尔顿说，在该领域开发工具并明确每种工具的优缺点的同时，研究人员使用多种方法来确认所发现颗粒的特征将至关重要。
从微塑料到纳米塑料
伦敦帝国理工学院的环境毒理学家斯蒂芬妮·赖特说，特别令人担忧的是那些被吸入和摄入的最小的塑料颗粒。直径小于1微米的颗粒（见“微塑料尺寸对比”）被称为纳米塑料（有些人主张将界限设定在更小的约0.1微米）。一些数据表明，取决于摄入途径，许多大于这个尺寸的颗粒会穿过消化系统并被排出体外。然而，纳米塑料可能会进入细胞，而人体并没有既定的机制来消化或排出它们。
资料来源（工具与成本）：S. 普林普克等人，《应用光谱学》74卷，1012 - 1047页（2020年）。
例如，斯特普尔顿及其同事发现，在大鼠孕期，胎盘并不能阻挡纳米塑料颗粒，纳米塑料会从母体进入胎儿体内，并迅速分散在胎儿组织中 。斯特普尔顿说，了解这些颗粒在胎儿体内的作用至关重要，尤其是因为与成年个体相比，它们在胎儿体内占据的空间比例相对较大。
科学家们对纳米塑料知之甚少，因为几乎没有工具能够对如此微小的物质进行可视化和分析。埃尔德说，使用大多数显微镜方法，“你无法看到小于约250纳米的颗粒”，而这些颗粒对于量化组织中积累的剂量最为关键。
污染也是一个问题，塑料无处不在，包括用于存放生物样本的试管和培养皿。正在研究肺癌与微塑料暴露之间是否存在关联的伊根说，采集肺部样本的每一个步骤都涉及塑料制品。她说，研究人员必须明确这些背景水平，以便从干扰中分辨出有效信号。
瓦格纳说，要考虑的变量如此之多，很容易让人陷入困境。但他表示，如果科学家们想迅速积累一系列证据，“我们需要更明智的方法”。例如，科学家们可以根据结构将塑料和添加剂进行分类，并利用这些分类来预测它们对健康的影响。
埃尔德说，开发这些更明智的方法需要不同领域的科学家群体之间进行深度合作，而到目前为止，他们都各自为政。她是安大略湖微塑料与环境变化中人类健康研究中心的科学家，该中心致力于研究微塑料如何在北美五大湖生态系统中迁移。水文学家正与气溶胶专家和物理学家合作，以了解人们更多地是通过水还是通过湖滨空气接触到微塑料颗粒。她说：“这不仅仅是开发新工具的问题，还涉及基础设施建设和专业技能发展。我们需要更多的跨学科合作和人才培养。”
重大决策
数据的匮乏使得研究人员很难向公众和政策制定者传达潜在风险。这是一个常见的难题：长期以来，科学家们一直在为如何基于不完整的数据，就诸如空气污染或吸烟等问题提出建议而争论不休。
但是，公众对微塑料的广泛关注和担忧，促使研究人员迫切寻求答案。斯特普尔顿说：“当人们问我关于微塑料他们该怎么做时，我觉得自己应该给出某种回应。人们真的很关心这个问题。”
时间紧迫：全球每年生产约4亿吨塑料，预计到2050年这一数字将增加一倍以上。而且，即使塑料生产突然停止，垃圾填埋场和环境中现有的塑料（估计总量约为50亿吨）也会持续不断地降解为微塑料。瓦格纳说，最好在这个数字继续滚雪球般增长之前加以控制。
今年对于全球塑料治理至关重要：在过去两年里，世界各国一直在由位于内罗毕的联合国环境规划署牵头，就一项塑料条约进行谈判。这项拟议中的条约旨在终结塑料污染，并可能对全球塑料产量设定上限，从而减缓微塑料向环境中的渗漏。到目前为止，谈判尚未达成条约，但代表们计划今年再次召开会议。
微塑料只是全球这场行动的一小部分，但紧迫性促使一些研究人员公开呼吁出台减少塑料污染的政策。研究塑料对人体细胞影响的瓦格纳说，他已将大部分注意力转移到他共同创立的一个名为“科学家促进有效塑料条约联盟”的组织上，该组织倡导制定一项雄心勃勃的、能大幅减少污染的塑料条约。
瓦格纳说：“我们正处于一个历史性时刻，有可能达成一项有效的条约。我们中的一些人说，‘现在是我们致力于此事的时候了，而不是一味埋头写论文和申请科研经费。’”他担心如果谈判失败，未来几十年都很难再让各国重新回到谈判桌前。他说：“我们有足够的证据采取行动。”
坎彭在思考无所作为的后果时，语气变得沉重起来。他说：“这是非常直观的感受。我们想在这方面做更多研究，但一想到在我们找到答案之前，我大脑中的塑料含量可能会上升几个百分点，就觉得很可怕。”
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