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随“物”潜入体伤人“细”无声

2023-11-04泓宇

环境 2023年8期
关键词:壬基塑料颗粒菌渣

泓宇

尽管对于普通人来说,很多新污染物在专业名称上比较陌生,但是它们的俗称却让人耳熟能详,而且由于体积微小、数量众多,在我们的生活中无处不在又无孔不入,悄无声息中就对我们造成了伤害。

长入植物里的微塑料

2022年10月,英国化学期刊《聚合物》(Polymers)发布了一项最新研究结果——首次在人类母乳中发现微塑料颗粒。

这项研究由意大利马尔凯理工大学开展,实验人员向34名刚分娩一周且身体健康的女性征集了母乳样本,结果在其中75%的样本中都检测到了微塑料。

无独有偶,2022年11月,南京医科大学夏彦恺教授团队联合中国科学院南京土壤研究所骆永明教授团队首次在人体血栓样本中发现了一定数量和不同类型的微塑料和染料颗粒。

“我们认为,环境因子尤其是微塑料、染料颗粒,可能与血栓的形成存在潜在关联。”夏彦恺说。

微塑料指的是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒。2004年,英国普利茅斯大学的汤普森等人在《科学》杂志上发表了关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文,首次提出了“微塑料”的概念。

“塑料是高分子聚合物,常见的有聚乙烯、聚丙烯等,这些聚合物的主要成分是碳和氢等。”骆永明说,虽然通常情况下碳和氢并不直接危害人体,但塑料微颗粒已经成为了有机污染物、致病微生物、重金属载体,这已是不争的事实。

塑料用品在人们的日常生活中已经相当普遍,而一些微塑料更是会藏在一些不起眼的地方,比如烘焙衬垫和一次性外带咖啡杯的内衬塑料薄膜。

检测显示,在一个容量为500毫升的普通外带咖啡杯中倒入一杯100℃的热咖啡或热奶茶,静置20分钟后喝下它们,就可能有5千亿个塑料纳米颗粒进入到人体。这意味着平均每 7 个身体细胞就会吸收一个微塑料颗粒。

还有研究者对不同品牌的259种瓶装水进行检测,发现其中93%含有微型塑料合成聚合物颗粒,平均每升瓶装水内含有325个微塑料。

《科学》杂志曾发表一项研究成果,研究人员根据模型预计,从2019年起到2040年期间,将有约7700万吨塑料被倾倒在陆地上。

目前,在生活污水、大海和大气中,都含有大量的塑料成分,塑料污染正在成为整个地球表层生态系统最严重的威胁之一。

传统的学术观点认为,植物可以通过根系吸收土壤中的水和养分,但是由于植物表面的孔隙很小,塑料这样的颗粒物是无法进入植物体内的,所以农作物还是相对安全的。

但最新研究结果表明,塑料是一种可以变形的物质,而植物主根与侧根分叉的地方是根系中的薄弱之处,较小的塑料颗粒可以从这个部位跨过屏障,进入根部木质部导管并进一步被传输到茎叶组织。

同时,植物根系吸收水分时,水的蒸腾作用可以带动土壤中的微颗粒进入植物体内,这股来自水的拉力对于亚微米级的塑料颗粒来说,其力量也是不容忽视的。

此外,土壤生物的存在也会扩大塑料在土壤中的扩散范围,例如蚯蚓就可以将土壤表面的微塑料颗粒运输到地下深处。蚯蚓取食的微塑料颗粒可以通过表面吸附、排泄和死亡躯体等多种形式扩散到其他区域,它们活动形成的土壤空隙也会有利于微塑料在土壤中的二次扩散。微塑料的这种移动也会使其他土壤生物受到污染。

为了研究微塑料是否会进入到植物中,骆永明课题组选择了生菜、小麦和玉米3种植物,将它们分别种植在含有大量微塑料颗粒的营养液、废水和沙性土壤中,进一步观察变化。

“我们设计了3种观测方式,分别是荧光标记、电镜扫描和植物成像。2种荧光标记是在塑料颗粒上,一旦塑料颗粒被吸收到植物内的导管中,就能很直观地观测到。而电镜扫描和植物成像的方式,就像是给植物做CT扫描,电镜还可以通过能谱测定植物体内物质的成分。”骆永明说。

之后,课题组将生长后的植物茎干切断,再对植物体内涌出的“伤流液”进行分析,最终确认其中已含有微塑料颗粒。

藏在缝隙里的壬基酚

《清单》中编号为12的物质叫做壬基酚,这是一种重要的精细化工原料和中间体,外观在常温下为无色或淡黄色液体,略带苯酚气味,不溶于水,溶于丙酮。壬基酚主要用于生产表面活性剂,也用于抗氧剂、纺织印染助剂、润滑油添加剂、农药乳化剂、树脂改性剂等领域。

听起来,壬基酚作为应用到多种领域的化工原料,对于人类还比较友好,但是它却另有两个让人听起来就心有余悸的名字——家居环境中的“隐形杀手”和“美缝剂中的甲醛”。

美缝剂是目前装修中经常用到的一种新型材料,主要用于瓷砖粘贴后缝隙的填补。比起过去的白水泥,美缝剂色彩多样,光泽亮丽,施工简便,还可以起到抗渗防水的作用,所以深受施工队和消费者的欢迎。

目前市面上的主流美缝剂都以环氧树脂作为原材料,环氧树脂属于热固性树脂,需要配合固化剂才能实际应用。固化剂最大的缺点就是在低温下固化非常缓慢,通常需要12小时左右,还需要有较高温度配合,升温到30℃以上或者添加大 量促进剂才能完全固化。

这样一些不良商家就动起了歪脑筋,为谋取利润,在美缝剂中加入了壬基酚。目前壬基酚已经实现国产化,原料廉价、易得,时常被用作配方的促进剂、抗水剂、增韧剂以及配比调节剂。

而加入了壬基酚的美缝剂,可以缩短固化反应时间,并且固化后长时间保持高柔韧性。不过壬基酚加入配方后,其实并未完全参与固化反应,仅以增塑剂的形式存在于胶体中。随着时间推移,胶体逐步老化,壬基酚就会不断缓慢地从中释放出来,作为一种内分泌干扰素,危害人体健康。

内分泌干扰素也被称为环境激素,它能模拟雌性激素,干扰生物的内分泌,对生物的性发育产生影响,对生殖系统也具有毒性,可促進乳腺癌细胞增殖。

特别是壬基酚具有强烈的亲脂性,在环境中不易分解,所以能通过食物链在生物体内不断蓄积。又由于其化学结构与动物及人类的雌性激素酷似,一旦进入动物及人体体内会干扰内分泌的正常生理作用。因此有研究表明,即便处于壬基酚排放浓度很低的环境下,人体也会遭受伤害,导致出现皮肤过敏、蜕皮,长出各种红斑,甚至是久治不孕和诱发癌症。

消费者在选购美缝剂的时候,主要关注一下几个方面,仔细甄别优质美缝剂和劣质美缝剂。

首先正常的美缝剂由环氧树脂、颜料和固化剂组成,本身会有少许化学气味,但都在正常范围,不会太刺鼻。而壬基酚在常温下是无色的黏稠性液体,带有苯酚独特的刺鼻性气味。遇到有刺鼻气味的美缝剂就尽量不要选择了。还有一种美缝剂带有浓烈的芳香味,千萬不要被这种香味所迷惑,这是由于这种美缝剂中为了掩盖壬基酚的刺鼻味而添加了芳香酚类物质,对人体的危害更是会加倍。

其次要看一看美缝剂的色泽,含有壬基酚的美缝剂颜色会比没有壬基酚的美缝剂更亮,光泽度更高。所以看到那种色泽鲜艳亮丽的美缝剂反而要警惕。

另外,不含壬基酚的美缝剂对生产环境要求很苛刻,室内环境必须干燥,否则就会出现雾白现象,这是由环氧树脂的特性造成的。而壬基酚就是抗白化的重要材料,可以改善材料的耐水性、抗白化性。所以除了水性环氧美缝剂和天冬聚脲体系的美缝剂,如果商家告诉你他家的美缝剂耐水白,就要特别小心了。

最后,一分价钱一分货永远是真理,符合环保要求的美缝剂产品使用的原材料价格肯定都偏高,而使用壬基酚的美缝剂价格都相对便宜,所以对于那些宣扬自己生产的是物美价廉美缝剂的厂商,消费者就要多留个心眼了。

助生耐药菌的抗生素菌渣

目前,我国已成为世界最大的抗生素原料药生产与出口大国。抗生素作为一种常见药品,生产抗生素就会产生一种副产物——抗生素菌渣。

对于普通人来说,抗生素菌渣这个名称相对陌生,但是在生态环境领域,由于抗生素菌渣严重破坏了生态环境,并且影响了人类健康,成为业内关注的焦点。

2008年,《国家危险废物名录》开展修订。修订后,抗生素菌渣被归于化学药品原料药生产过程中的培养基废物,要求必须按危险废物进行管理。因为抗生素菌渣含有残留抗生素及代谢中间产物等,是一种特殊的危险废物,菌渣中残留的抗生素会诱导生成抗性基因,引起耐药菌的传播和扩散,如处置不当,会对生态环境以及人体健康产生潜在的危害。

特别是抗生素菌渣的危害具有隐蔽性、滞后性、累计性、协同性和连带性等特点。因此,如何减量化、无害化地妥善处理抗生素菌渣,有效改善环境质量,降低环境风险,成为制药企业及相关监管部门亟待解决的难题与生态环境保护和经济社会发展的重要课题。

实际上,抗生素菌渣并非百无一用或是只有危害,它们也有一定的利用价值。在抗生素菌渣(干基)中,蛋白质等有机物含量高达90%以上。我国每年产生抗生素菌渣近千万吨,这其中含有大量的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪以及多种氨基酸和微量元素,具有很高的利用价值。

因此,很多科研机构都在大力探索抗生素菌渣的安全处置和有效利用。2018年7月,由中广核技技术发展有限公司联合清华大学核研院、国家菌渣工程技术中心开展的全国首个电子束无害化处理抗生素菌渣示范项目,在新疆伊宁启动建设。

该项目采用1台电子加速器,通过高能电子束的直接辐射作用,以及激发水分子原位产生羟基自由基(OH)、水合电子(eaq)和氢自由基(H)等活性粒子的氧化-还原作用,不仅能有效去除抗生素残留,杀灭耐药菌、消除抗性基因污染,还能保留菌渣中的蛋白质、多糖等营养物质。日处理抗生素菌渣可以达到100至120吨。

处理后的菌渣经过环境风险评估后可制成肥料,用于工业玉米、大豆等农作物的定向种植,收获后能够作为原料回用于抗生素的发酵生产过程,打造现代工业和现代农业的绿色循环经济体系。

清华大学核研院副院长王建龙指出,当前国内处理抗生素菌渣普遍采用焚烧和填埋的方式,不仅处理费用高昂、占用土地资源,且易产生有害气体,造成环境二次污染。“电子束无害化处理抗生素菌渣技术具有安全、高效、经济、适用面广、不产生二次污染物等特点,为抗生素菌渣处理提供了一种无害化、减量化、资源化全新技术手段,具有广阔的应用前景。”

伊犁哈萨克自治州人民政府党组成员、副州长阿布力克木·努兰别克表示,该项目建成投运,不仅为我国抗生素菌渣无害化处理和资源化利用树立了标杆,更为伊犁乃至全疆生态环境保护提供了“硬核”技术保障。

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