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微塑料(MPs)在室内环境中的存在引发担忧。研究人员测定英国伯明翰家庭和工作场所灰尘中 MPs 的浓度、特征,评估人类暴露风险。结果显示家庭中 MPs 浓度更高,幼儿暴露量大于成人。该研究有助于评估 MPs 对健康的影响。
在现代生活中,塑料制品因其价格低廉、质量轻、化学性质稳定、抗冲击和耐腐蚀等优点,被广泛应用于各个领域。据统计,2022 年全球塑料产量高达 4 亿吨。然而,大量塑料的使用不可避免地导致了环境污染问题。其中,微塑料(Microplastics,MPs),即粒径小于 5mm 的塑料颗粒,由于其尺寸小,难以从生态系统中有效回收和去除,能够迅速在大气、水、沉积物和土壤中扩散,在不同环境介质中积累并传播到偏远地区,从而受到全球科学界的广泛关注。
MPs 按来源可分为两类:一类是初级微塑料,是特意生产的小粒径塑料,用于工业研磨剂、个人护理产品等;另一类是次级微塑料,由较大的塑料制品如瓶子、包装材料等,经过物理和环境作用分解而成。在室内环境中,塑料产品的广泛使用使得 MPs 污染成为潜在问题。室内灰尘作为 MPs 的载体,人类在日常生活中,尤其是通过手口接触,可能不经意间摄入 MPs。而且,人类约 90% 的时间在室内度过,这使得室内 MPs 暴露风险更为突出。特别是幼儿,由于其卫生标准较低、经常在地板附近活动且手口行为较多,相比成年人,他们更容易摄入室内灰尘中的 MPs,而幼儿的免疫系统和神经系统尚未发育完全,这种高暴露可能带来更大的健康风险。尽管已有研究关注室内 MPs,但目前对于室内灰尘中 MPs 的含量、特征以及对人类健康的影响,仍缺乏足够的了解。
为了解决这些问题,来自国外的研究人员开展了一项关于室内沉降灰尘中 MPs 的研究。研究旨在评估英国成年人和幼儿通过误食室内灰尘暴露于 MPs 的风险,具体目标包括测定英国伯明翰 30 个家庭和 30 个工作场所室内灰尘中 MPs 的浓度、大小、形状和聚合物类型;评估英国成年人和幼儿通过摄入室内灰尘暴露于 MPs 的情况;基于暴露估计的程度和特征,探索这种暴露带来的潜在风险。该研究成果发表在《Emerging Contaminants》杂志上。
研究人员在 2022 年 5 月至 2023 年 9 月期间,从英国伯明翰的 30 个私人住宅和 30 个包括办公室、会议室和演讲厅等的工作场所,共收集了 60 个室内沉降灰尘样本。样本采集使用特定设计的电池驱动无绳吸尘器,搭配玻璃微纤维标准提取套管,以避免交叉污染。采集后,样本在实验室中于低温、避光环境下保存。
在 MPs 提取和密度分离阶段,研究人员采用了 UoB 实验室开发的方法,利用氯化锌(ZnCl?)盐进行密度分离,通过 “沉积物微塑料分离(SMI)单元” 提取 MPs。随后,用 30% 的过氧化氢(H?O?)进行化学消化,去除有机(非 MPs)颗粒,减少颗粒数量。接着,通过数字立体显微镜结合特定软件,测定 MPs 的颗粒数量、大小和形状;利用傅里叶变换红外光谱(μ - FTIR)成像系统,确定塑料颗粒的身份和聚合物类型。最后,研究人员通过特定公式,结合 MPs 浓度、人们在室内环境的停留时间、室内灰尘摄入率和体重等因素,评估人类通过摄入室内灰尘暴露于 MPs 的情况。同时,研究过程中采取了严格的质量保证和质量控制措施,以确保实验结果的准确性。
研究结果显示,在所有采样点均检测到 MPs。英国住宅室内灰尘中 MPs 的平均浓度为 154.7 ± 221.7 MPs/mg,工作场所为 125.3 ± 209.1 MPs/mg,住宅中的浓度显著高于工作场所,这主要归因于住宅普遍铺设地毯,而部分工作场所未铺设。在 MPs 形状方面,检测到纤维、碎片、泡沫和箔四种形态,纤维和碎片占比超过 90%。但在工作场所灰尘中,碎片的丰度略高于纤维,这可能与 MPs 的来源不同有关。MPs 的粒径分布在家庭和工作场所样本中相似,50 - 100μm 粒径范围的 MPs 占主导地位,平均粒径最大的是纤维(67μm),最小的是泡沫(25μm)。聚合物类型方面,聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是最主要的类型,其次是聚氯乙烯(PVC),这与室内常见塑料制品的聚合物成分相符。
通过对人类暴露的评估发现,英国成年人和幼儿通过误食室内灰尘摄入 MPs 的 “典型” 估计值分别为 56 MPs / 天和 103 MPs / 天,幼儿的暴露量高于成年人,且按体重计算,幼儿的暴露量(9.7 MPs/kg Bw / 天)远高于成年人(0.8 MPs/kg Bw / 天)。虽然目前尚无人类暴露于 MPs 的毒性阈值、可耐受每日摄入量或参考剂量,但已有研究表明,摄入 MPs 可能会导致胃肠道炎症、干扰胃肠道功能、引发氧化应激,甚至可能具有致癌性,某些添加剂还可能影响生殖系统。因此,幼儿对 MPs 的高暴露情况,因其免疫系统和神经系统发育不完全,引发了对潜在健康风险的担忧。
综上所述,该研究首次对英国室内沉降灰尘中的 MPs 进行了全面研究,详细分析了其浓度、特征以及人类暴露情况。研究结果表明,室内灰尘是人类暴露于 MPs 的重要来源,尤其是幼儿面临更高的暴露风险。这为进一步了解 MPs 在室内环境中的行为和评估其对人类健康的潜在风险提供了重要依据,有助于制定相应的预防和控制措施,以减少人类对 MPs 的暴露,保护公众健康。同时,研究也指出了未来需要进一步研究不同 MPs 聚合物的毒理学效应,以及制定相关的暴露标准,为保障人类健康提供更坚实的科学基础。