比微塑料更小，可穿透细胞壁：2700万吨纳米塑料正在污染海洋

原文作者：Katharine Sanderson

这些比发丝更微小的塑料颗粒能够穿透细胞壁并进入食物网。

海洋塑料垃圾经常上头条，配图是窒息的海鸟或被冲上岸的塑料瓶。研究人员在各类环境中越来越多地发现微塑料碎片，从人口稠密的城市到原始洁净的山巅，再到大脑和胎盘等人类组织中。一项近日发表的研究[1]指出，这种要命的污染还有一个被忽视的来源，即无处不在的纳米级颗粒，研究共同作者、德国亥姆霍兹环境研究中心的环境分析化学家Dušan Materić说。

Materić团队在北大西洋三个具有代表性的深度中进行了取样。在整个水柱中，他们发现了三类纳米塑料：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC）。这些纳米塑料的平均浓度为18毫克/立方米（mg/m³），据此推算，仅在北大西洋温带至副热带海域的表层，纳米塑料就有约2700万吨。Materić表示：“在海洋塑料污染中，纳米塑料占主导地位。”据估算[2]，全球海洋的漂浮塑料约300万吨，而这一数字尚未包括纳米塑料。

纳米塑料是塑料中极为细小的一类，按研究团队的定义，其直径小于1微米（μm，等于0.001毫米）。而微塑料的尺寸介于1微米和5毫米之间。在纳米尺度下，材料行为会发生变化。Materić和同事发现，这些颗粒分布于整个水柱，而不是沉降至海底。这是因为纳米塑料颗粒的运动主要受布朗运动及与水分子的碰撞影响，而非重力。

科学家们在2020年11月搭乘Pelagia号研究船采集了水样，该船隶属于位于泰瑟尔（Texel）的荷兰皇家海洋研究所。他们在12个站位取样：其中5个位于北大西洋副热带环流区，4个在公海，另有3个位于欧洲大陆架的沿海。在每个站位，距海面10米与1000米处各取样，并在海底上方30米处再取样。

研究团队使用一种称为热脱附–质子转移反应质谱法的技术来检测纳米塑料。“我们面临多重挑战。”Materić说，其中之一是需要排除纳米塑料以外的污染物干扰。每份10毫升样品都通过微米级孔径的滤膜过滤，以去除微塑料。随后对样品缓慢加热，使其中的有机物释放出来，从而鉴定剩余的塑料。

情况并非一帆风顺。“我们遇到了一个大谜团。”Materić 说。尽管聚乙烯（PE）碎片几乎肯定会流入海洋，但这类塑料在数据中却缺席。Materić 说，这些碎片可能转化成了别的东西，或下沉至海底。“这表明，海洋环境中的 PE 纳米塑料循环可能遵循某种不同寻常的路径，要么快速化学改变或矿化了，要么快速下沉。”

加拿大达尔豪斯大学的环境科学家Tony Walker说：“我并不意外，我对问题的严重程度早有所知。” 他补充说：“与微塑料不同，纳米塑料可以穿透细胞壁，这意味着它们已经进入了作为海洋食物网基础的浮游植物体内，并会沿着食物网层层传递。”

Materić 表示，纳米塑料的无处不在，意味着应严肃看待它们。他补充说：“就潜在毒性而言，纳米塑料很可能是对海洋生物深具威胁的尺寸级别。” Walker同意这一看法，并强调：“这对所有人来说都是一记警钟。纳米塑料对生态系统乃至活细胞的渗透广度与深度，远超我们目前对微塑料及更大尺寸塑料污染的认知。”

在瑞士日内瓦，一项具有法律约束力的联合国塑料污染条约的谈判，于8月开启下轮（很可能是末轮）协商。讨论焦点之一是为未来的塑料生产设限，不过该提议遭到部分国家反对，尤其是经济依赖油气出口的国家。

Walker表示：“要遏制今后纳米塑料的污染与排放，一个好办法就是给塑料产量设上限，从源头关掉。”