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如何应对“PM5.0塑料微粒”之困?

《人口困局》作者 李尚勇

 

【导读】“PM5.0塑料微粒”之困,是当代人类人口激增的现实困境。因为,塑料的滥用与世界人口从1950年的25亿爆增到2015年的74亿互为因果(没错,就是互为因果!),这与化肥、杀虫剂、激素、抗生素的滥用与世界人口爆增互为因果的机制完全相同。也许有一天,未来的智慧生命会发现,在地壳积层岩中有一层夹杂着众多塑料的岩层,这可能就是我们智人在这个需要深刻反思的塑料时代留给后世的遗产。

 

【内容提要】塑料称得上是我们这个时代最伟大的发明,但塑料的应用却是当代人类不计后果滥用科技成果的表现之一。这是当代人类人口激增的现实困境。与普通塑料通过物理分解、老化、龟裂形成粒径5毫米以下“微塑料”的方式相同,薄膜塑料和泡沫塑料通过物理分解、老化、龟裂更容易形成粒径小于5微米的“PM5.0塑料微粒”。人体免疫系统没有办法“分解、消化”这些不溶性微粒,结果便在血液中形成了以不溶性微粒为核心的“肉芽肿”类团状块,对人体健康构成严重威胁。自从广泛使用塑料以来,人类已经生产了数以百亿吨计的塑料,而且,目前全球塑料年产量已经超过3亿吨,其中80%的废弃塑料都被抛到大自然环境中,由此形成的微塑料和塑料微粒已经铺天盖地,并开始影响人类的健康。目前,我们还可以推迟微塑料和塑料微粒造成灾难的时间,并减轻灾难的强度。为此,需要全球携手,立即行动起来,从现在做起,从源头上做起:减少塑料生产,减少塑料使用,减少塑料垃圾!

(一)

2018年新年伊始,央视新闻报道说,中国首次在南极海域发现“微塑料”,它的自然降解过程可能要以千年计 [①]

据悉,目前,欧美国家的自来水中普遍含有塑料微粒。这些水中的细颗粒物(Fine particulate matter)粒径在5微米以下,也就是最大粒径2倍于PM2.5雾霾颗粒(2.5微米以下)。本文套用空气污染的说法,将其称为“PM5.0塑料微粒”。(有学者将其称为“海洋PM2.5 [②] ,这其实并不准确。一是它大多数存在于陆地,二是它的最大粒径大于2.5微米。)

医学研究证实,PM2.5能够通过呼吸系统深入肺泡并沉积,进而进入血液循环,可能诱发呼吸系统和心脑血管疾病,诱发癌症,并影响人的免疫系统、神经系统等。

“PM5.0塑料微粒”的最大直径仅仅比PM2.5大1倍,同样可能通过呼吸、饮水和食物进入人体的血液循环,对人体造成危害。不过,因为事情来得太快,医学界对塑料微粒的相关研究还没有到位,笔者在医学文献索引中并没有查到塑料微粒的相关研究报告,但间接研究还是有的。

有医学文献显示,“大量的药学临床实践研究发现,(输液)药液中存在大量的不溶性微粒(如玻璃微粒、橡胶微粒、塑料微粒和其它杂质微粒等),这些不溶性微粒在经静脉进入人体后,会对人体产生潜在和长期的危害,有时甚至直接危及到生命”。

不溶性微粒对人体的危害,除了表现为“血管栓塞、过敏反应、形成血栓和静脉炎”外,还可能形成“肉芽肿”和“热原样反应”。肉芽肿是“在吞噬细胞等炎症反应细胞包围下”形成,能够引起人体某些部位“不同程度的供血不足,造成循环障碍,直至坏死”;“肉芽肿病变进一步发展,可以导致癌症”。所谓“热原样反应”是由进入人体的过量不溶性微粒引起。“这些异物可起抗原作用,诱发炎症反应”;“因其在血循环中既不能被代谢吸收,也不受体内抗凝血系统的影响,故对人体具有潜在而持久的危害性”。 [③]

将上述医学行话“翻译”成通俗语言便是:人体免疫系统没有办法“分解、消化”这些不溶性微粒,结果便在血液中形成了以不溶性微粒为核心的“肉芽肿”类团状块,对人体健康构成严重威胁。

实际上,“肉芽肿”本身便是人体免疫功能异常反应的结果。本来,人体免疫系统(如吞噬细胞)会将入侵者(如细菌或癌细胞个体)视为“异己”而将其包裹、吞噬、溶解并消化掉(见下图 [④] ),但吞噬细胞没有办法分解、消化掉塑料微粒,于是,围绕塑料微粒的所有溶解、消化功能均失效,只剩下包裹、吞噬有效,最后便形成“肉芽肿”。以一个、数个或若干塑料微粒为核心所形成的一个、数个或者一串、一团“肉芽肿”类团状块,明显“对人体具有潜在而持久的危害性”。

(二)

其实,想想PM2.5雾霾微粒对人体的危害,便知道这些“PM5.0塑料微粒”随呼吸、饮水或食物进入人体的危害性。

问题是,现有的自来水处理技术无法过滤掉这些“PM5.0塑料微粒”。最新的数据显示,即使在科技发达、直饮水较为普及的美国,也已经有超过94%的自来水被检出含有塑料微粒,“在欧洲,这个数字是72%” [⑤]

进一步的问题便是,需要从源头上阻止这些“PM5.0塑料微粒”,但是,首先得弄明白它们从哪里来?

笔者的研究结论是,这又是我们智人滥用科技成果不计后果所做的一件蠢事。

20世纪初,人类发明了塑料 [⑥] ,二三十年后,塑料产业形成规模,人类生产生活大为受益,如今完全不可想像没有塑料的世界。然而,在高温高压条件下人工合成的塑料,在自然常温常压条件下很难自然降解(这特指高分子聚合物在自然条件下降解为对环境无害的自然物质),因而会长期存在。

尽管塑料不会自然降解,但它们会不断地分解、老化、龟裂,从而逐渐分裂为极细小细微的塑料颗粒物。联合国《环境署2014年年鉴》特别关注了粒径5毫米以下的“微塑料”。

一份由联合国环境署支持题为《评估塑料的价值》的报告披露,“微塑料极易被海洋生物误认为食物而摄入体内”;而“北大西洋的很多地区都已发现聚集在微塑料上的微生物群。这种微塑料可以传播有害微生物、病原体(包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等)和藻类等物种” [⑦] 。(微塑料的这种聚集毒化作用,在陆地的水环境和土壤环境中同样存在。)

微塑料很容易被贻贝、浮游生物吃掉,但微塑料不可能被消化掉,只能一直存在其体内,这导致这些水生生物生病甚至死亡。2017年3月,英国科学家首次拍摄到浮游生物摄入微塑料的视频,“你可以从视频中看到有个小塑料纤维片在箭虫体内形成了一个环,阻碍了进食,也阻碍了运动”。 [⑧] (见下图)

微塑料体积小,吸附污染物的能力很强,一旦与有机污染物相遇,便聚集形成一个个有机污染球。“北大西洋的很多地区都已发现聚集在微塑料上的微生物群。这种微塑料可以传播有害微生物、病原体和藻类等物种” [⑨] 。若贻贝、浮游生物吃掉这些带着有机污染物的微塑料,它们的体内便带毒。当这些处于食物链底端的水生动物被上层动物吃掉以后,微塑料和有机污染物就会在其体内富集。最后,这些水生动物被食物链顶端的人类吃掉,微塑料和有机污染物便会以相当规模进入人体。 [⑩]

最近两年,日本和中国科学家先后在南极海域发现微塑料,而且,南极部分地区的污染水平与北太平洋地区的相当,“这反映了全球海洋塑料污染的严重性” [11]

正是在上述背景下,人们开始关注微塑料中粒径更小的那部分塑料微粒,如粒径小于5微米的“PM5.0”。如上一小节所述,“PM5.0塑料微粒”,会通过呼吸、饮水和食物进入人体的血液循环,对人体造成潜在和现实的危害性。有人甚至认为,动植物可以直接摄入塑料微粒,而粒径更小的“纳米塑料”甚至可以进入生物组织细胞内 [12] (情况如此严重,我们应该很快就会看到相关的医学试验报告对其证伪或证实)。

与普通塑料通过物理分解、老化、龟裂形成粒径5毫米以下“微塑料”的方式相同,薄膜塑料和泡沫塑料通过物理分解、老化、龟裂更容易形成粒径小于5微米的“PM5.0塑料微粒”。

塑料薄膜的厚度一般在0.25毫米(250微米)以下,最薄的只有几个微米。例如聚丙烯薄膜应用最广泛的厚度为20微米,聚酯薄膜的厚度一般为12微米。这些都是中国10年前便明令禁用 [13] ,但如今仍然在大量生产和使用的塑料薄膜。

自从广泛使用塑料以来,人类已经生产了种类繁多、数以百亿吨计的塑料。例如,2014年世界塑料总产量为3.11亿吨,比上年增长4%。在中国,2012—2014年的塑料产量分别为6900万吨、7400万吨、8100万吨,分别比上年增长8%、7%、9%。 [14]

2014年,中国塑料产量占世界总产量的26%。2015年,中国塑料薄膜、泡沫塑料和农用薄膜的产量分别比上年增长3.4%、11.8%和5.1%。 [15] 这显示,中国的薄膜塑料和泡沫塑料的生产和使用还在强劲增长。因为中国是世界第一人口大国,这些与人们日常生活高度相关的塑料产品必然是世界之最,与此相应,中国形成的“PM5.0塑料微粒”数量也应该是世界之最。

例如,中国的农用薄膜产量多年来稳居世界首位,“至今约占世界农用薄膜总量的60%以上,是世界其他所有国家总和的1.6倍” [16] 。这些海量农膜除了极少数出口外,基本上都被用在国内耕地里,由此造成世界绝无仅有且蔚为壮观的农田和农村“白色污染”。由这些农膜残片所形成的天量“PM5.0塑料微粒”,散入空气,深入土壤,渗入地下水,进入江河水系,汇入大海,并在自然界的大气和水系统、动植物和人体之间循环往复,千年而不腐。(“PM5.0塑料微粒”被植物吸收的途径、方式及其后果,还需要科学家进一步研究确定。)

 

除了塑料制品通过分解老化形成微型塑料外,还有两种途径形成塑料微粒,一是人造“塑料微珠”,二是化学纤维。

将大量“塑料微珠”加入牙膏、沐浴露、指甲油、口红、发胶和洁面乳等日用化妆品中,已经是一种非常普遍的做法。联合国的研究报告指出,“这些微塑料在污水处理过程中难以过滤,最终会直接排放到河流、湖泊和海洋之中”。 [17] “据估计,中国每年都有209.6万亿粒、约306吨塑料微珠被排入大海” [18]

人造化学纤维形成微型纤维碎片的数量同样惊人。比如,化纤或含化纤类衣物在洗衣机的作用下,会脱离并形成很多细小颗粒物,这些微型塑料随洗衣废水进入环境。实验样品表明,每件衣物在每次洗涤过程中能产生多达1900个纤维碎片。 [19]

此外,人们还在试图大量制造纳米级(1微米=1000纳米)的“纳米塑料”。专业报告显示,这种企图“正处于一种‘一哄而上’的形势” [20] 。“纳米塑料”更容易被动植物直接吸收且难以“消化”,这恐怕更容易被科学实验所证实。

(三)

微塑料和塑料微粒会在全球范围内造成广泛的严重污染,这大大出乎科学家们的预料之外,但现实无情。

1997年,美国船长查尔斯·摩尔(Charles Moore)驾船驶离夏威夷。他原本打算抄近道从赤道无风带航行回去,结果却意外陷入了一个从未见过的“海洋垃圾带”:“我眼里所能看到的,是无数的洗发水瓶盖、肥皂液瓶、塑料袋和钓鱼浮标。此刻我正在大海中间,却找不到一块没有塑料的地方。” [21] 这便是后来被称作“第八大陆”的太平洋垃圾带。因为海洋环流的关系,全球的海洋垃圾逐渐在日本的东南面,美国和夏威夷之间,形成了两个较为密集的庞大垃圾圈,成为海上垃圾漂浮岛。据说,这些垃圾岛的面积有六个英国大小。 [22] (见下图)

联合国的相关研究显示,“全球每年有超过2500万吨塑料垃圾被置于大海,此类垃圾集中在由洋流运动所形成的巨大海水漩涡中”,形成“垃圾环流”或“垃圾漩涡”。目前,全球一共有五个这样的飘浮垃圾漩涡,即南北大西洋、南北太平洋和南印度洋。其中,北太平洋“飘浮垃圾漩涡”的污染状况最为严重,“它的面积已经超过欧洲的三分之一(即300多万平方公里),其中心区域的塑料垃圾厚度可达30米”。 [23]

海洋塑料垃圾的主要来源有四个:一是工业和城镇生活垃圾污水通过一定途径进入海洋;二是农业和农村垃圾污水经河流进入海洋;三是海上渔业、水产养殖、航运、军事行动,以及沿海工业、城镇垃圾污水直排海洋;四是直接向外海远海大量倾倒垃圾。

研究人员指出,“大约70%的海洋垃圾都是塑料垃圾”,“绝大多数的海洋塑料都是小碎片,有九成长度不超过1厘米” [24] 。这些塑料碎片会被大型海洋动物,如海豹、海狮、海豚、鲨鱼、鲸鱼甚至座头鲸误食;塑料碎屑会被海里的浮游生物、磷虾、海鱼、海鸟误食,并通过食物链传递给大型海洋动物。出海渔民在鱼的胃里经常发现塑料,研究人员也在海洋环境中发现了许多受害的海洋动物和海洋动物尸体。《纽约时报》2015年7月15日的报道称,“因为使用塑料袋,每年至少造成10亿海洋生物死亡” [25] 。(见下图)

随着时间的推移,这些海洋塑料垃圾在阳光照射和海浪冲击下还会进一步分解成为更小的塑料碎片碎屑,其中的微塑料和塑料微粒,会与随污水进入海洋的“塑料微珠”和纤维微粒一起,组成海洋世界蔚为壮观的微型塑料污染。这个宏大的微观塑料污染世界虽然肉眼难见,但是它却以各种人们想到或想不到的方式“回馈”人类。

2015年,华东师范大学的研究人员在中国15个超市销售的海盐、湖盐和井盐中发现了塑料微粒,其中,“海盐中的塑料微粒含量最多,约在550~681粒/公斤,含量平均要比湖盐高3倍,比井盐高7倍”。该研究者认为,海盐中有塑料微粒的首要原因是海水被塑料微粒污染,而地表水循环则是造成湖盐和井盐塑料微粒污染的首要原因。

颇具戏剧性的是,中国海盐企业对上述研究结论不服气,说海洋塑料污染已经非常普遍,“人们常吃的海产品中的塑料微粒含量有可能比海盐中还要高”。后有研究者表示,实际上,“塑料微粒无所不在”。比如研究人员发现,“蜂蜜中每千克最高达400个塑料微粒,加拿大养殖贻贝每千克软组织中最高达1.3万个(塑料微粒)”。 [26]

其实,人们最难想像的恐怕是塑料微粒加入水循环。由于体积微小,塑料微粒尤其是“PM5.0塑料微粒”会加入地球的水循环,上天、入地、下河、进海。中国科学家甚至在南极也发现了塑料微粒,并发现南极水域塑料微粒的含量“甚至高于地球海洋中的平均水平” [27] ,这充分说明塑料微粒造成的水污染已经扩展到了全球。没有谁能够置身事外!

实际上,除了中国(现在缺少的只是详细数据),欧美各国已经成为微塑料和塑料微粒污染的重灾区。美国地质调查局的科学家披露,他们在来自美国29条河流的水样中都发现了塑料微粒,其中浓度最高的是31粒/立方米,“这29条河流都流入美国五大湖,五大湖占有地球约20%的淡水”。 [28] 另有研究者称,在来自美国加州销售市场的鱼类样本中,“四分之一鱼类的内脏被发现有微型塑料的存在” [29] 。这意味着,美国的水域已经普遍被塑料微粒所污染。

(四)

笔者认为,“塑料微粒对人体无害”之类的缺乏实验数据支持的妄断,是对人类未来不负责任。

量变的积累必然会引发质变,更何况,“PM5.0塑料微粒”已经铺天、盖地、散于水。

目前全球塑料年产量已经超过3亿吨(全球74亿人人均42公斤/年),却“只有9%被回收,另有12%被焚烧处理,余下的79%的废弃塑料都被抛到大自然环境中” [30] ,其中,薄膜塑料和泡沫塑料的回收率更低,而微珠塑料和纤维塑料更是零回收。这些数据意味着,“PM5.0塑料微粒”造成的水污染会逐渐加重、加深。

问题的严重性还在于,在“治理塑料污染”这件事情上,人类的能力非常有限,“人们甚至没有解决办法” [31]

显然,即使我们现在就完全停止使用塑料制品,“PM5.0塑料微粒”的问题也会越来越严重,因为,在我们的环境中已经有太多的塑料垃圾,它们正在以人类无法干预的“铁律”分解并细微化。

但是,如果我们现在就开始有选择地逐步限制塑料使用,并尽快创造条件最终停止塑料垃圾排放,那么,我们或许还可以推迟“PM5.0塑料微粒”造成灾难的时间,并因此而减轻灾难的强度。因此,目前唯一正确的决策就是,立即行动起来,从现在做起,从源头上做起:减少塑料生产,减少塑料使用,减少塑料垃圾!

美国两年前带了一个好头。当一系列研究确认数以万计的塑料微粒在全美水体中流动以后,2015年3月,美国两党联手推动了一项“禁用塑料微粒”的提案。该法案迅速(仅仅花了9个月时间)在国会投票通过,并于当年年底,由总统奥巴马正式签署。美国《2015禁用塑料微粒护水法案》于2017年7月1日生效。该法案明令禁止生产和销售包含塑料微粒的日用品和护肤化妆品等产品。 [32]

2018年1月16日,欧盟公布了最新的限塑方案。该方案的重点和亮点是,“至2030年,将使所有塑料包装实现可再次利用或可回收”,为此目的将“不再使用一次性塑料”。欧盟高级官员称:“我们必须阻止塑料进入我们的水源、食物,甚至是我们的身体。长期的解决方法就是通过回收和再利用,减少(塑料)垃圾。”

欧盟限塑令非常现实(没有一次到位),其政策定位非常准确!

这便是,以实现塑料的“再利用或可回收”作为目标和界限。这意味着,不能实现“再利用或可回收”的塑料产品都在淘汰和禁止之列。这至少应该包括,与人们日常生活高度相关的一次性塑料产品(如一次性购物塑料袋、一次性杯子),与生产相关的塑料薄膜(如产品包装袋、农用薄膜),以及加入日用化妆品中的塑料微粒,等等。

前文提供的数据显示,因为中国人口太庞大,社会缺乏环保共识,国民消费无节制,所以,中国薄膜塑料和泡沫塑料的生产和使用量均全球第一,并且还呈现出强劲增长的势头。例如,2017年,中国仅仅快递业所使用的塑料袋就高达147亿个,每天产生的外卖垃圾约350吨之多 [33] ,而中国家庭使用并随手丢弃的各类塑料袋更是庞大的天文数字。

因此,中国在“限塑”问题上应该有大国担当。

当然,早在10年前(2008年),中国便立法“禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋”,这是一个好开端。中国是全球主要的垃圾进口国,2016年接收了全球56%的垃圾,也就进口了超过730万吨的废塑料;2017年,中国果断停止进口包括塑料垃圾在内的“洋垃圾” [34] ,这是一个理智的行动。但是,这还远远不够。

中国目前应该立即着手研究实施“限塑”的一系列问题。比如,(1)“限塑”目标也适宜定位于“再利用或可回收”,所有不能“再利用或可回收”的塑料类别都应该在禁止之列;(2)要重点研究塑料薄膜和泡沫塑料的替代问题,替代问题解决得越快、越好,“限塑”目标越有可能尽快实现;(3)要研究“限塑令”对现实经济的影响,并制定分阶段的“限塑”子目标,制定“限塑令”的过渡方案及其相关政策;(4)要积极争取“限塑行动”的国际合作,减少“限塑令”对国内经济的冲击;如此等等。

塑料称得上是我们这个时代最伟大的发明,但塑料的应用却是当代人类不计后果滥用科技成果的最恶劣的表现。这是当代人类人口激增的现实困境。因为,塑料的滥用与世界人口从1950年的25亿爆增到2015年的74亿互为因果(没错,就是互为因果!),这与化肥、杀虫剂、激素、抗生素的滥用与世界人口爆增互为因果的机制完全相同。

也许有一天,未来的智慧生命会发现,在地壳积层岩中有一层夹杂着众多塑料的岩层,这可能就是我们智人在这个需要深刻反思的塑料时代留给后世的遗产。 

2018年1月22日于钟山斋

  

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参考文献(略)

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