隐形的塑料在空气中渗透我们的身体和城市。科学家揭示了紧迫的健康危险，并概述了为更清洁、更安全的未来提出大胆的解决方案。
在《生态毒理学与环境安全》杂志上发表的一篇最新综述文章中，研究人员讨论了空气中微塑料和纳米塑料的来源、检测方法、健康影响及缓解策略。
微塑料（小于5毫米）和纳米塑料（小于1微米）主要来源于较大塑料物品的分解，在城市和工业区域尤为常见。这些颗粒可以通过吸入、摄入或皮肤吸收进入人体，导致氧化应激、炎症，并引发包括心血管疾病在内的慢性疾病。
最近的研究在人体血液、肺组织和血管斑块中检测到了微塑料。在郑州和广州等城市，PM2.5结合的微塑料尤其普遍且令人担忧，因为它们能够深入呼吸系统。这些城市中的微塑料普遍存在，突显了这一问题的城市特性。
值得注意的是，室内空气，尤其是在合成纺织品和地毯较多的空间中，微塑料浓度高于室外空气。据估计，平均每人每年吸入约69,000个塑料颗粒，其中室内暴露起主导作用。该综述指出，这一估计基于每人每天吸入约190个微塑料颗粒。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基微塑料和纳米塑料特别令人担忧，因为它们能够吸附其他污染物，如二氧化氮和二氧化硫。这种吸附主要由静电和分散力驱动，取决于污染物的极性和原子组成，而PET的吸附能力可与碳基和金属表面相媲美。
这些吸附的污染物可以增强空气中塑料的毒性和环境持久性，使它们不仅成为独立的污染物，而且成为其他有害物质的有效载体。
来源和分布模式
空气中的微塑料来自多种源头。城市和工业区、海洋环境以及室内空间都对其存在有贡献。常见的类型包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。环境因素，如紫外线照射、风向和季节变化，也会影响它们的数量和分布。
纺织纤维是室内微塑料的主要来源。穿着和洗涤合成衣物会释放细小的纤维到空气中。特别是羊毛和交织面料，会释放出足够小的颗粒以被吸入。
路边灰尘、轮胎磨损和其他降解的塑料碎片，如垃圾填埋场渗滤液和交通相关的非排气颗粒物，进一步增加了户外浓度，形成了复杂多面的污染景观。
健康风险和生物影响
吸入的微塑料和纳米塑料可以深入呼吸道，导致炎症、细胞损伤和长期健康问题。研究表明，暴露于微塑料，尤其是聚丙烯、聚酰胺和轮胎磨损颗粒的人类肺和气道细胞，显示出细胞活力降低和炎症标志物增加。
在器官模型中，尼龙纤维干扰了Hoxa5等关键基因的表达，这些基因对肺部发育至关重要。其他研究表明，微塑料可能干扰免疫反应。
在冠状病毒病2019（COVID-19）的小鼠模型中，微塑料改变了关键的炎症和免疫信号通路。此外，一些纳米塑料触发了肺细胞中的线粒体功能障碍和铁死亡。当与柴油废气结合时，炎症效应加剧。
孕期暴露也引起关注。在大鼠中，母体暴露于聚苯乙烯纳米塑料导致母亲和胎儿的心血管功能障碍。在人类中，微塑料已在肺组织、支气管肺泡灌洗液甚至大脑中被发现。
13名患者中有11人的肺活检中发现了微塑料，主要是聚丙烯和PET。成人和儿童样本，特别是城市居民和吸烟者，显示了合成纤维的存在，包括聚丙烯酸和聚酯。
最引人注目的是，微塑料在颈动脉斑块和嗅球中被发现，这表明塑料污染可能与神经或心血管疾病有关。在一项涉及304名患者的研究中，颈动脉斑块中微塑料的存在与心肌梗死、中风或死亡的风险增加四倍以上相关。
检测和测量
该综述强调了检测技术的进步，包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM/EDX）、质谱和实时细胞计数与机器学习。然而，综述还强调了开发标准化和快速的实时/在线测量技术的重要性，特别是在PM2.5结合塑料最为关注的城市环境中。这些方法允许对空气中的微塑料和纳米塑料进行越来越敏感和快速的检测，尽管标准化和成本仍然是挑战。
解决方案和研究途径
鉴于空气中的塑料污染及其潜在的健康后果，迫切需要有针对性的缓解策略。减少塑料生产和改进废物管理是首要步骤。
先进的空气和水过滤技术，如混凝、絮凝和高效颗粒空气过滤器，可以帮助减少环境暴露。然而，综述还指出，适当处理和管理收集到的微塑料，如HEPA过滤器捕获的微塑料，是防止其重新进入环境的关键。
毒理学研究应继续探索颗粒大小、形状和化学成分如何影响生物效应。同时，需要更快和更经济的检测技术来检测大气中的微塑料和纳米塑料，并制定标准化的采样协议，以便跨研究和区域进行比较。
生物修复技术也具有潜力。利用藻类、真菌和细菌分解空气和水系统中的塑料可以提供可持续的解决方案。同样，将纳米技术和高级氧化过程整合到现有的过滤系统中可以提高其效率。
政策制定者必须加强一次性塑料的监管，并强制执行塑料废物的正确处置，特别是从空气过滤器和废水系统中捕获的颗粒，以防止它们重新进入环境。推广可生物降解的替代品和可持续生产实践也将发挥关键作用。
公众教育是另一个关键组成部分。将塑料污染意识纳入学校课程，并针对消费者、行业和政策制定者开展宣传活动，可以促进行为改变，如减少塑料使用和改善回收习惯。
最后，跨学科合作至关重要。汇集毒理学、公共卫生、材料科学和工程领域的专家可以加速创新，并开发出全面、可扩展的解决方案，以应对复杂的挑战。全球研究网络和专门的资金支持将进一步支持这一集体努力。
综述强调，长期健康影响，特别是在儿童和孕妇等脆弱人群中的影响，尚未完全了解，仍需作为未来研究的重点。
结论
空气中的微塑料和纳米塑料代表了一个日益增长的环境和健康挑战。它们携带有毒物质、深入人体并导致慢性疾病的能力，突显了协调应对的紧迫性。
通过科学创新、政策改革和公众参与，社会可以开始应对这一无形但严重的威胁。综合、协作的方法对于保护人类健康和地球生态系统至关重要。
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