劉雅宣，王蘭，師慶英，唐景春

環(huán)境污染過(guò)程與基準(zhǔn)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/天津市城市環(huán)境污染診斷與修復(fù)技術(shù)工程中心/南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300350

微塑料是指直徑<5 mm的塑料碎片和顆粒[1]，包括<100 nm的納米塑料碎片和顆粒。常見(jiàn)的微塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙酯等[2]。塑料在全世界范圍內(nèi)的大量生產(chǎn)和消費(fèi)使微塑料污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，其在生態(tài)系統(tǒng)中的廣泛分布引發(fā)了微塑料對(duì)人體健康潛在風(fēng)險(xiǎn)的討論，但目前微塑料能否對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅尚不清楚。

由于微塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在環(huán)境當(dāng)中長(zhǎng)期存在而不易被降解，并且能夠發(fā)生遠(yuǎn)距離的遷移，甚至進(jìn)入動(dòng)植物體內(nèi)并長(zhǎng)期積累[3]。隨著微塑料不斷破碎風(fēng)化，其比表面積不斷增大，表面容易吸附其他污染物，例如持久性有機(jī)污染物、重金屬離子和抗生素等，它們之間的相互作用使污染物的毒性研究具有一定的復(fù)雜性。微塑料被證實(shí)對(duì)微生物[4]、海洋生物[5]以及其他陸地動(dòng)植物[6-8]有一定的負(fù)面影響，而且微塑料亦可以通過(guò)呼吸道和消化道進(jìn)入人體[9]。已有研究發(fā)現(xiàn)，微塑料存在于人類糞便、結(jié)腸和胎盤中[10-12]，因此微塑料對(duì)人體健康的影響需要重視。但在當(dāng)前階段，由于缺乏微塑料在人體內(nèi)暴露以及毒性的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，微塑料對(duì)人體健康威脅的證據(jù)仍不夠充分，該研究領(lǐng)域仍存在一些空白。本文就近年來(lái)微塑料對(duì)人體暴露途徑以及毒性效應(yīng)相關(guān)的研究進(jìn)行了總結(jié)，并探討了該領(lǐng)域未來(lái)的研究方向，以期為進(jìn)一步的微塑料人體健康風(fēng)險(xiǎn)研究提供依據(jù)。

1 不同環(huán)境中的微塑料對(duì)人體的暴露途徑(The pathway of human exposure to microplastics in different environments)

人類不僅是微塑料污染源，也是微塑料污染的匯[13]。環(huán)境中的微塑料對(duì)人體的暴露途徑主要包括呼吸道吸入、消化道攝入以及皮膚接觸。在人們?nèi)粘Ｊ褂玫脑S多個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中都含有微塑料，如牙膏、洗面奶、護(hù)膚品和磨砂膏等[14-15]。這導(dǎo)致了皮膚與微塑料的直接接觸，但由于微塑料透過(guò)皮膚需要穿透角質(zhì)層，因此發(fā)生皮膚吸收的概率非常小，僅有<100 nm的納米塑料被發(fā)現(xiàn)能進(jìn)入角質(zhì)層的表層[16]。目前幾乎沒(méi)有研究報(bào)道由于皮膚暴露導(dǎo)致的微塑料和納米塑料的吸收。因此環(huán)境中的微塑料主要是通過(guò)呼吸道和消化道進(jìn)入人體并產(chǎn)生效應(yīng)的。

1.1 水體及相關(guān)食物中的微塑料(Microplastics in water and related foods)

水體中普遍存在的微塑料正受到全球關(guān)注，關(guān)于海洋和淡水水體中微塑料的分布已有大量的報(bào)道。其中，微塑料在飲用水以及飲用水源中的檢出加重了人們對(duì)健康的擔(dān)憂。有報(bào)道顯示，水功能區(qū)劃包括飲用水源、漁業(yè)用水在內(nèi)的中國(guó)第一大淡水湖——鄱陽(yáng)湖中水樣和沉積物樣品中微塑料的含量超過(guò)了103個(gè)·m-3[17]。另一項(xiàng)研究的結(jié)果顯示，在長(zhǎng)沙市的飲用水供應(yīng)鏈中，平均每升飲用水水中含有2 753個(gè)塑料顆粒[18]。研究人員在水生植物[19]、底棲無(wú)脊椎動(dòng)物[20]、魚類[21]、水生哺乳動(dòng)物[22]和鳥(niǎo)類[23]等不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)別的生物體器官內(nèi)發(fā)現(xiàn)了微塑料的存在，攝入的微塑料逐漸向更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞[24-25]，并最終通過(guò)消化道進(jìn)入人體。研究發(fā)現(xiàn)，人們食用的海鮮產(chǎn)品包括魚類[21,24]、貝類[26]和甲殼類[27]等中均檢出了微塑料顆粒。這大大增加了沿海地區(qū)居民以及海產(chǎn)品食用人群的暴露風(fēng)險(xiǎn)。此外，食鹽中微塑料的含量在某些地區(qū)十分顯著，例如克羅地亞和意大利，在食鹽樣品中檢出的微塑料顆粒分別為1.4×104～2.0×104個(gè)·kg-1鹽和1.6×103～8.2×103個(gè)·kg-1鹽[28]。美國(guó)研究人員也在12種食用鹽當(dāng)中檢測(cè)到了微塑料[29]，在我國(guó)15個(gè)品牌的鹽中，海鹽、湖鹽和巖鹽(井鹽)中微塑料含量分別為550～681、43～364和7～204 個(gè)·kg-1鹽[30]。

1.2 土壤及相關(guān)食物中的微塑料(Microplastics in soil and related foods)

在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，土壤微塑料的主要來(lái)源包括污水灌溉和污泥還田。工業(yè)廢水、生活污水和洗衣廢水中的塑料顆粒、纖維等通過(guò)這些方式進(jìn)入土壤[31-32]。此外，溫室材料、土壤調(diào)節(jié)劑以及農(nóng)用地膜的應(yīng)用也是微塑料的重要來(lái)源[33]。在我國(guó)新疆地區(qū)，地膜最大殘留量隨著時(shí)間的推移逐漸增加，達(dá)到502 kg·hm-2[34]。由于微塑料粒徑小，且在環(huán)境中普遍存在，極易被土壤生物吸收，并在食物鏈中積累[35]。小麥、生菜、水芹和蠶豆等農(nóng)作物被證明能夠吸收和積累微塑料[36-40]，目前已經(jīng)在一些農(nóng)產(chǎn)品加工食品當(dāng)中檢出了微塑料顆粒，如酒類[41-42]、添加糖和蜂蜜等[43]。最近，Oliveri Conti等[44]在從意大利卡塔尼亞市場(chǎng)購(gòu)買的可食用水果和蔬菜中發(fā)現(xiàn)了納米塑料和微塑料，并首次估算了成人和兒童的日攝入量。研究人員發(fā)現(xiàn)微塑料沿自然營(yíng)養(yǎng)鏈的轉(zhuǎn)移是一種普遍存在的現(xiàn)象[45]，因此，對(duì)于處在食物鏈頂端的人類而言，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體的微塑料是否會(huì)發(fā)生生物放大，是否會(huì)產(chǎn)生更高的暴露風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題亟待深入研究。

1.3 空氣中的微塑料(Microplastics in the air)

空氣中的微塑料能夠同空氣中的其他可吸入顆粒物一起通過(guò)呼吸道被人體攝入。此外，由于大氣相較于水體和土壤具有更強(qiáng)的流動(dòng)性，因此空氣作為微塑料遷移的載體促進(jìn)了微塑料污染的全球化遷移[46]?；?00 mg·d-1的平均粉塵暴露，研究人員估算了成年人通過(guò)空氣吸入的微塑料的量為1×102～1.9×104個(gè)·a-1[47]。此外，兒童可能通過(guò)奶嘴玩具和手直接攝入大量室內(nèi)空氣沉積的灰塵，根據(jù)200 mg·d-1的粉塵攝入量計(jì)算，兒童每年通過(guò)粉塵攝入的途徑可能攝入超過(guò)900 mg的微塑料粒子[48]。

在人類活動(dòng)較少的地區(qū)乃至人類活動(dòng)范圍的邊界區(qū)域，即使并未發(fā)生塑料制品的生產(chǎn)和消費(fèi)，仍能夠找到微塑料的“足跡”。Bergmann等[49]發(fā)現(xiàn)在北極地區(qū)積雪中的微塑料濃度竟高達(dá)0～14.4×103N·L-1。他們認(rèn)為，大氣輸送和沉降是微塑料遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹匾緩?。同樣，González-Pleiter等[50]發(fā)現(xiàn)微塑料存在于大氣邊界層之上，而且具有從釋放點(diǎn)跨越遙遠(yuǎn)邊界的潛在遠(yuǎn)程傳輸能力。微塑料通過(guò)大氣運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離傳輸無(wú)形中提高了微塑料低污染地區(qū)生物的吸入暴露風(fēng)險(xiǎn)，加速微塑料污染成為全球化的環(huán)境問(wèn)題。

1.4 塑料制品在使用過(guò)程中釋放的微塑料(Microplastics released from plastic products during use)

塑料制品在人類日常生活中擁有著難以替代的地位，其中食品包裝塑料制品以及一次性塑料制品等與人體健康有著緊密的關(guān)聯(lián)。塑料制品在使用過(guò)程中釋放的微塑料顆粒能夠通過(guò)消化道進(jìn)入人體，例如，Hernandez等[51]的研究顯示，在符合實(shí)際飲用情況的浸泡溫度(95 ℃)下浸泡一個(gè)塑料茶包，會(huì)在一杯茶中釋放出大約116億個(gè)微塑料和31億個(gè)納米塑料。盡管這項(xiàng)研究中茶包釋放微塑料的數(shù)量引起了爭(zhēng)議，但毫無(wú)疑問(wèn)，使用塑料茶包泡茶必定會(huì)產(chǎn)生微塑料的釋放[52]。與成人相比，長(zhǎng)期使用聚丙烯奶瓶的嬰兒對(duì)于微塑料的暴露風(fēng)險(xiǎn)更高，其接觸的微塑料數(shù)量是成人的2 600倍，而且對(duì)奶瓶的高溫滅菌操作還會(huì)加劇微塑料的釋放[53]。Zhang等[54]在北京青年男性的糞便中檢測(cè)到了各種類型的微塑料，其中聚丙烯所占比例最高。盡管研究者并未控制受調(diào)查者食物中微塑料的攝入量，但包裝水和飲料攝入量與糞便中微塑料豐度之間存在中度相關(guān)。有研究對(duì)比了一定數(shù)量的樣品中自來(lái)水和瓶裝水的微塑料顆粒濃度的差距，發(fā)現(xiàn)瓶裝水中微塑料的濃度似乎更高[55]。一項(xiàng)分析了27個(gè)批次和11個(gè)品牌的259瓶瓶裝水的研究表明，93%的包裝水被微塑料污染[54]。有報(bào)道稱，經(jīng)過(guò)處理的自來(lái)水和瓶裝水中的微塑料含量高于一些淡水水體中微塑料的含量[56]。自來(lái)水中的微塑料污染可能來(lái)自飲用水水體，也可能來(lái)自自來(lái)水塑料管道的釋放[57]，而這種釋放作用通常會(huì)被管道中的含氯消毒劑放大[58]。瓶裝水中的微塑料主要是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚酯[56]，這說(shuō)明瓶裝水中發(fā)現(xiàn)的微塑料很可能來(lái)自于供水供應(yīng)鏈或瓶蓋、瓶壁等產(chǎn)品包裝。

2 環(huán)境中的微塑料和納米塑料對(duì)人體的影響(Effects of microplastics and nanoplastics on the human body)

研究人員普遍認(rèn)為，環(huán)境中的微塑料和納米塑料對(duì)人體健康存在著潛在的威脅，然而微塑料，特別是納米塑料對(duì)人類是否具有重大健康風(fēng)險(xiǎn)尚無(wú)法斷定，這是由于在確定微塑料對(duì)人類健康的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)缺乏關(guān)于人體暴露的信息。目前對(duì)于微塑料的人體毒性報(bào)道僅有一些體外和比較有限的體內(nèi)研究數(shù)據(jù)，因此對(duì)于微塑料的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估仍缺乏大量可靠的數(shù)據(jù)。目前對(duì)于微塑料健康風(fēng)險(xiǎn)的判斷仍需依靠體外培養(yǎng)的人體細(xì)胞、嚙齒類動(dòng)物以及水生物種的毒性研究數(shù)據(jù)。微塑料對(duì)人體的暴露途徑及主要影響如圖1所示。

2.1 微塑料和納米塑料對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的影響(Effect of microplastics and nanoplastics on cultured cells in vitro)

基于體外培養(yǎng)的人體細(xì)胞的數(shù)據(jù)表明，塑料顆?？赡軙?huì)對(duì)人體細(xì)胞造成物理?yè)p傷、引起炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激反應(yīng)、產(chǎn)生活性氧(ROS)、線粒體毒性、DNA損傷，還有神經(jīng)毒性和代謝效應(yīng)等影響。顆粒的大小、形狀、粗糙度、表面性質(zhì)及電荷等因素均會(huì)影響顆粒的內(nèi)化遷移以及毒性效應(yīng)。較大的塑料顆粒能夠通過(guò)物理作用對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生影響。研究顯示，當(dāng)聚苯乙烯塑料碎片與成纖維細(xì)胞和紅細(xì)胞直接接觸時(shí)，它們所引起的物理應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷和溶血，分別導(dǎo)致乳酸脫氫酶和血紅蛋白釋放。隨著微碎片濃度和粗糙度的增加，這種物理?yè)p傷現(xiàn)象被放大[59-60]。一部分較小的塑料顆粒能夠進(jìn)入細(xì)胞，發(fā)生內(nèi)化，引起細(xì)胞內(nèi)的一系列反應(yīng)。納米顆粒被報(bào)道可以通過(guò)細(xì)胞膜的被動(dòng)運(yùn)輸、通道或運(yùn)輸?shù)鞍讌f(xié)助擴(kuò)散以及胞吞幾種途徑被細(xì)胞吸收[61]。其中內(nèi)化的主要機(jī)制是細(xì)胞的內(nèi)吞性攝取，主要包括胞吞和胞飲作用，以及網(wǎng)格蛋白和小泡介導(dǎo)的內(nèi)吞作用[62-63]。

一些體外研究已經(jīng)證實(shí)了以聚苯乙烯納米顆粒為主的塑料顆粒能夠在人類胃、腸、肺以及免疫細(xì)胞等的單一培養(yǎng)物或更復(fù)雜的人類細(xì)胞模型中內(nèi)化、移位以及產(chǎn)生毒性效應(yīng)。Varela等[64]研究了人肺癌細(xì)胞A549細(xì)胞系對(duì)聚苯乙烯納米顆粒的吸收發(fā)現(xiàn)，40 nm的納米顆粒的內(nèi)化速度快于20 nm和100 nm的納米顆粒，因此他們認(rèn)為聚苯乙烯納米粒子的內(nèi)化存在一個(gè)特殊的粒徑范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)顆粒的內(nèi)化速度更快。Dong等[65]發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯微塑料可通過(guò)誘導(dǎo)ROS形成引起人正常肺上皮細(xì)胞BEAS-2B細(xì)胞系的細(xì)胞毒性和炎癥效應(yīng)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致對(duì)肺上皮屏障的破壞以及增加慢性阻塞性肺疾病的風(fēng)險(xiǎn)。Forte等[66]的研究表明，44 nm的聚苯乙烯顆粒在人胃腺癌細(xì)胞AGS細(xì)胞系的細(xì)胞質(zhì)中能夠較快積累，并能夠誘導(dǎo)白細(xì)胞介素IL-6和IL-8基因的顯著上調(diào)，這2種基因均與胃部疾病有關(guān)。Wu等[67]研究發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯塑料顆粒能夠破壞人結(jié)腸癌細(xì)胞Caco-2細(xì)胞系的線粒體膜電位，還能夠抑制ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體的活性，并增加其底物砷的毒性。Cortés等[68]發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯納米顆粒會(huì)對(duì)Caco-2細(xì)胞造成包括細(xì)胞毒性、ROS增加、基因毒性、DNA氧化損傷和壓力相關(guān)基因表達(dá)增加在內(nèi)的不利影響。Salvati等[69]發(fā)現(xiàn)，40～50 nm聚苯乙烯納米顆粒能夠進(jìn)入A549細(xì)胞，并在溶酶體中積累。Liu等[70]證實(shí)聚苯乙烯顆粒能夠誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生，他們發(fā)現(xiàn)500 nm大小的聚苯乙烯顆?？梢源碳と烁伟┘?xì)胞Huh7細(xì)胞系中ROS的產(chǎn)生，同樣，Wang等[71]也檢測(cè)到120 μg·mL-1的聚苯乙烯顆粒(300 nm、500 nm、1 μm、3 μm和6 μm)都增加了Caco-2細(xì)胞中ROS的產(chǎn)生。

2.2 微塑料和納米塑料對(duì)組織、器官的影響(Effects of microplastics and nanoplastics on tissues and organs)

有限的體外和體內(nèi)數(shù)據(jù)表明，隨著粒徑的減小，塑料顆粒對(duì)人體組織屏障的穿透能力逐漸增強(qiáng)[72]，只有一小部分納米塑料顆粒能夠穿過(guò)肺泡和胃腸道的上皮屏障，轉(zhuǎn)移到下層組織[9]?？紤]到人類對(duì)塑料顆粒的長(zhǎng)期接觸以及塑料顆粒在組織和器官中可能的積累，這種低比例的顆粒內(nèi)化仍然不能被忽視。微塑料顆粒進(jìn)入人體后，它們可能會(huì)克服初級(jí)組織屏障，并通過(guò)血液輸送到次級(jí)器官[73]。這是由于聚苯乙烯和紅細(xì)胞之間的范德華力、靜電力、氫鍵和疏水力，使羧基化聚苯乙烯納米顆?？梢晕讲B透到紅細(xì)胞中，這使聚苯乙烯納米顆粒避免了被肝臟和脾臟快速清除，從而增加了它們?cè)谘h(huán)系統(tǒng)中存留的時(shí)間[74-75]。塑料顆粒可以進(jìn)一步通過(guò)血液到達(dá)次級(jí)屏障，如胎盤屏障和血腦屏障[73]。有研究證實(shí)，仍有部分更小粒徑的顆粒能夠穿透這些組織屏障最終到達(dá)包括肝、腎、腦和胎盤在內(nèi)的全身的組織器官中[61,76]。影響塑料顆粒穿透性能的因素包括顆粒的大小、表面化學(xué)性質(zhì)和電荷以及塑料顆粒與周圍生物成分(如蛋白質(zhì)、磷脂或碳水化合物)的相互作用[77]。研究人員將這種相互作用現(xiàn)象稱為塑料顆粒表面的生物或生態(tài)冠狀物，這類物質(zhì)很可能影響著顆粒的攝取、遷移轉(zhuǎn)化和毒性效應(yīng)[73]。例如體液中的蛋白質(zhì)吸附在納米塑料顆粒表面，致使顆粒周圍形成“蛋白冠”[78]，這種冠狀物能夠增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)顆粒的攝取以及顆粒的毒性[79]。

微塑料在進(jìn)入人體細(xì)胞和組織后可能會(huì)引起物理、化學(xué)和生物毒性，這些毒性也可能會(huì)累積[9]。幾項(xiàng)體外人類細(xì)胞培養(yǎng)和體內(nèi)嚙齒動(dòng)物研究表明，吸入或攝入的微塑料有可能導(dǎo)致多種生物效應(yīng)，包括炎癥、遺傳毒性、氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡和壞死。如果這些情況持續(xù)，一系列的結(jié)果可能會(huì)隨之而來(lái)，包括組織損傷、纖維化和癌變[80]。暴露于微塑料可導(dǎo)致腸道的氧化損傷和炎癥，以及腸道上皮細(xì)胞的破壞、黏液層的減少、微生物紊亂和免疫細(xì)胞毒性等負(fù)面影響[81]。幾項(xiàng)研究表明，長(zhǎng)期暴露于含有微塑料顆粒的空氣中可能會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)造成影響，增加疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。研究顯示，吸入微塑料顆粒似乎與某些行業(yè)工人的職業(yè)病有關(guān)。接觸聚丙烯微塑料顆粒的工人與在清潔環(huán)境下工作的工人相比產(chǎn)生呼吸道癥狀的風(fēng)險(xiǎn)更高[82]。慢性吸入低濃度細(xì)顆粒物也可能導(dǎo)致基因突變[83]。由于接觸聚丙烯纖維，工齡在10～20 a的合成紡織行業(yè)工人的癌癥發(fā)病率較普通人群更高[82]。隨著年齡、工作年限和在工廠接觸時(shí)間的延長(zhǎng)，接觸聚氯乙烯顆粒的工人患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加[82]。此外，有報(bào)道顯示塑料假體例如關(guān)節(jié)置換假體的植入會(huì)在使用過(guò)程中發(fā)生磨損，磨損后產(chǎn)生的塑料顆粒能夠引起炎癥反應(yīng)，如巨噬細(xì)胞的免疫激活和相關(guān)的細(xì)胞因子的產(chǎn)生等，嚴(yán)重的甚至能夠?qū)е玛P(guān)節(jié)壞死[80]。

Mitrano等[72]分析總結(jié)了環(huán)境中不同粒徑的顆粒物對(duì)生物體的影響，并希望為微、納米塑料的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供思路。他們發(fā)現(xiàn)約104nm以下的顆粒物能通過(guò)呼吸被吸入，并且能夠跨越生物屏障，約107nm以下的顆粒物能夠通過(guò)消化道被攝取，約103nm以下的顆粒物能夠被細(xì)胞吸收并產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，約103～106nm的顆粒物能夠?qū)е陆M織纖維化，如圖2所示。然而這些研究中所提到的一些負(fù)面作用多是在較高濃度的暴露下，或特殊的高風(fēng)險(xiǎn)情形下所產(chǎn)生的，因此，很難確定這些暴露與現(xiàn)實(shí)情況之間的關(guān)系。目前尚沒(méi)有強(qiáng)有力的證據(jù)表明微納米塑料會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生任何直接的嚴(yán)重負(fù)面影響，這可能會(huì)導(dǎo)致塑料的持續(xù)生產(chǎn)、消費(fèi)以及塑料碎片持續(xù)地泄漏到環(huán)境中，因此迫切需要對(duì)微塑料的人體健康臨床效應(yīng)進(jìn)行更深入的研究。

圖2 不同粒徑的顆粒物與生物體的相互作用Fig. 2 Interactions between particles of different particle sizes and organisms

2.3 微塑料和納米塑料的生物積累(Bioaccumulation of microplastics and nanoplastics)

根據(jù)體外研究數(shù)據(jù)以及模型動(dòng)物體內(nèi)研究數(shù)據(jù)，微塑料已被發(fā)現(xiàn)在胃腸道以及呼吸道內(nèi)被吸收，納米塑料顆粒可以穿透血腦屏障、胎盤，甚至細(xì)胞膜，因此進(jìn)入生物體后可能產(chǎn)生生物積累效應(yīng)。Yu等[84]發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯微塑料可在幼年河蟹的鰓、肝臟和腸道組織中積累，并對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響?；谛∈竽Ｐ偷膶?shí)驗(yàn)表明納米塑料可以在肝臟、腎臟和腸道以及大腦中積累[85-86]。Ma和You[87]通過(guò)計(jì)算機(jī)模型建立了微塑料通過(guò)水生食物網(wǎng)積累的效應(yīng)模型，結(jié)果表明，微塑料在整個(gè)食物網(wǎng)中迅速擴(kuò)散積累，最終向高營(yíng)養(yǎng)水平的水生生物擴(kuò)散積累，其中最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物通過(guò)食物網(wǎng)對(duì)微塑料的累積效應(yīng)最為嚴(yán)重。有研究估算了不同環(huán)境中的微塑料生物積累情況發(fā)現(xiàn)，海水區(qū)的生物體內(nèi)微塑料累計(jì)個(gè)數(shù)為(2.4±3.29) 個(gè)·kg-1，淡水區(qū)為(2.75±4.74) 個(gè)·kg-1，而河口區(qū)的生物體內(nèi)微塑料個(gè)數(shù)略高，為(5.65±7.39) 個(gè)·kg-1[88]。最近，一項(xiàng)研究通過(guò)分析人類結(jié)腸切除樣本發(fā)現(xiàn)了微塑料人體在腸道中的積累[10]。然而，關(guān)于微塑料和納米塑料在人體器官中的分布和積累的直接證據(jù)仍然十分匱乏。

3 微塑料與其他污染物的聯(lián)合效應(yīng)及風(fēng)險(xiǎn)(Combined effects and risks of microplastics with other pollutants)

在復(fù)雜的自然環(huán)境中，特別是水環(huán)境當(dāng)中，微塑料很可能以非單體的形式存在。因此微塑料往往容易和與其共同存在的污染物發(fā)生相互作用或產(chǎn)生聯(lián)合效應(yīng)。在塑料合成過(guò)程中常加入某些有機(jī)物作為添加劑，這類物質(zhì)中包括一些內(nèi)分泌干擾物，如雙酚A、鄰苯二甲酸酯等，由于這些添加劑與塑料聚合物基質(zhì)之間不是通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，所以它們?cè)谒芰侠匣^(guò)程中容易浸出到外部介質(zhì)中，與微塑料產(chǎn)生聯(lián)合毒性效應(yīng)[89]。此外，由于微塑料具有持久性強(qiáng)，比表面積大等特點(diǎn)，其表面容易附著其他污染物如重金屬離子[90-91]、有機(jī)污染物[92-96](具體包括苯系物[97-98]、多環(huán)芳烴[99-100]、多氯聯(lián)苯[101-102]、全氟化合物[103]、農(nóng)藥[104-105]和潤(rùn)滑油[106-107]等)、抗生素[108]以及病原體[109-112]等。微塑料顆粒作為這些污染物的載體，使污染物發(fā)生遠(yuǎn)距離的遷移，并通過(guò)食物鏈將污染物轉(zhuǎn)移到生態(tài)系統(tǒng)中[113]，并且通過(guò)吸附以及生物累積和富集效應(yīng)[38]增加其他污染物的生物利用度[32,114]，有關(guān)微塑料和納米塑料與其他污染物的聯(lián)合效應(yīng)的研究結(jié)果如表1所示。然而也有研究表明，微塑料對(duì)其他污染物的吸附作用能夠降低其毒性和生物利用度[115-117]。因此微塑料與其他環(huán)境污染物共同存在的聯(lián)合效應(yīng)是協(xié)同還是拮抗作用尚不能一概而論，這種聯(lián)合效應(yīng)往往根據(jù)污染物類型、賦存環(huán)境、塑料的粒徑以及受試生物等因素的差異而變化。

最近，一項(xiàng)關(guān)于新型冠狀病毒(COVID-19)污染表面和氣溶膠的研究表明，人們可能通過(guò)空氣和接觸受污染的物體后感染新型冠狀病毒，而病毒能夠在塑料上存在長(zhǎng)達(dá)2～3 d[118]。這引發(fā)了一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題，即空氣中的塑料顆粒有可能作為冠狀病毒和流感病毒的載體傳播疾病。

4 研究展望(Research prospect)

在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人類將不可避免地接觸到微塑料以及納米塑料，因此探索微塑料對(duì)于人體健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)顯得尤為重要。針對(duì)目前已知的微塑料健康風(fēng)險(xiǎn)研究尚未解決的問(wèn)題和空白，今后該領(lǐng)域的研究應(yīng)當(dāng)注意以下幾方面的問(wèn)題。

(1)關(guān)注納米塑料對(duì)人體的暴露及影響。由于分析方法的局限性和對(duì)塑料顆粒的測(cè)量偏差，現(xiàn)有的分析通常不包括納米塑料的暴露情況，這很可能低估了微納米塑料對(duì)人體的暴露。由于納米塑料具有更強(qiáng)的穿透性和細(xì)胞毒性，今后迫切需要足夠的分析工具來(lái)檢測(cè)、量化和表征納米塑料顆粒，探究納米塑料對(duì)人體的暴露情況及其毒性。

(2)微塑料通過(guò)食物鏈和空氣的暴露情況仍存在研究空白。目前的報(bào)道中對(duì)空氣、飲用水源的微塑料檢測(cè)較少，仍缺乏較大范圍的污染分布情況的數(shù)據(jù)，對(duì)食品的檢測(cè)主要集中在海產(chǎn)品的暴露研究，對(duì)谷物、蔬菜和畜牧產(chǎn)品等食品中微塑料的檢測(cè)仍較為缺乏。

(3)目前微塑料和納米塑料的人體毒性研究仍存在一些問(wèn)題和知識(shí)空缺。當(dāng)前階段關(guān)于人體的體內(nèi)暴露及毒性數(shù)據(jù)非常有限，人體體液和組織中塑料顆粒的內(nèi)部暴露檢測(cè)仍處于起步階段，環(huán)境微塑料濃度與人體內(nèi)微塑料濃度之間仍待建立聯(lián)系，關(guān)于吸收、分布、代謝和排泄的主要知識(shí)缺口仍然存在。今后仍需要更好地了解微塑料穿過(guò)氣道、胃腸道和皮膚上皮屏障的能力，以減少目前微塑料人類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的不確定性。此外，大多數(shù)的體外研究采用的是聚苯乙烯塑料微球，缺乏其他種類(如聚乙烯、聚氯乙烯等)和形狀(如薄片、纖維等)的塑料顆粒的體內(nèi)外毒性研究。且目前的研究數(shù)據(jù)大多基于較高的顆粒濃度，與實(shí)際環(huán)境中的濃度存在差距。關(guān)于微塑料的毒性研究還可以借鑒較為成熟的工程納米材料的毒性研究以及可吸入顆粒物的毒性研究。

(4)需要進(jìn)一步研究微塑料作為載體的能力。由于實(shí)際環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)微塑料毒性的評(píng)估不應(yīng)局限于簡(jiǎn)單地考察微塑料單體的毒性效應(yīng)，迫切需要更多關(guān)于微塑料和其他污染物的聯(lián)合毒性研究以充分了解微塑料在現(xiàn)實(shí)環(huán)境條件下的潛在毒性、毒性機(jī)制和長(zhǎng)期影響。微塑料表面的生態(tài)或生物冠狀物尚未被充分研究，其介導(dǎo)顆粒吸收和毒性的潛在機(jī)制尚不清楚。