自热食品包装中微塑料的释放特性及其对人群的健康风险

《Journal of Cleaner Production》：Characteristics of microplastic release from self-heating food packaging and its health risks to human population

　　

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  食品包装中的塑料呈纤维状且形状不规则。
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  高温和较长的接触时间会刺激微塑料的释放。
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  高脂和酸性环境会促进微塑料的释放。
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  西北地区居民、儿童和青少年以及高收入人群面临更高的暴露风险。
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  食用频率越高，微塑料污染的风险越大。

引言

作为新兴的全球性污染物，微塑料（MPs）因其粒径小、化学性质稳定、抗降解能力强，能够在环境中长期存在并通过多种途径进入生态系统，因而引起了广泛的国际关注（Li等，2024）。在社会经济的快速推动下，全球塑料年产量目前已超过3.59×10⁸吨，且仍在逐年增加（Pilapitiya和Ratnayake，2024）。这些微塑料不仅广泛分布于自然环境中，还会通过食物链进入生物体内（Feng和Chen，2026）。近年来的研究已证实，微塑料可在人体粪便、血液和器官中蓄积，可能引发诸多公共卫生问题，如炎症反应、细胞损伤、内分泌干扰和肠道菌群失调（Aminzai等，2025；Bora等，2024；Mahmud等，2024；Roslan等，2024；Talaie等，2025）。

在膳食摄入、皮肤接触和呼吸吸入等多种暴露途径中（Ganpisetti等，2026；Oh等，2026），食物摄入被认为是人体微塑料负荷的主要来源，每年通过食物和饮料摄入的微塑料颗粒估计为39,000至52,000颗，此外通过呼吸每年还可吸入多达74,000颗（Hoang等，2025）。摄入的微塑料主要来源于塑料食品包装（Zhang等，2026）。近年来，大量研究证实，当聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶、聚丙烯（PP）奶瓶和聚苯乙烯（PS）外卖容器等常见塑料制品与食品接触时，会发生大量的微塑料迁移（Hussain等，2026；Li等，2026；Zhang等，2026）。关键在于，微波加热会严重损坏塑料容器，热接触条件会显著加速微塑料和纳米塑料的释放，温度、接触时间和食品基质的性质共同决定了迁移颗粒的数量和特征（Du等，2025；Lee等，2025；Palanisamy等，2025；Shruti和Kutralam-Muniasamy，2024）。例如，PP塑料容器在1000 W微波照射后表现出明显的氧化降解，暴露于释放的微塑料（200 μg/mL）中24 h可使Caco-2细胞的氧化应激水平至少增加74%（Ferreira等，2026），且PP在不同聚合物中降解最为严重（Canga等，2026）。对含脂食品微波加热3 min后，PP和PE涂层容器中释放的微塑料和纳米塑料颗粒数最高可达1.52×10¹⁴颗/L，约为加热水时的125倍（Xie等，2026）。在70°C热液中暴露120 min的一次性外卖容器中，PS杯的最大释放量为1281.33±27.23颗/L（Li等，2026）；同样，一次性纸杯中的高密度聚乙烯内衬在与热饮接触15 min后发生结构变化，并释放微塑料和重金属（Sukuroglu等，2026）。基于30项研究的荟萃分析进一步证实，PE、PET、PP和PS制品的释放量均随温度升高而显著增加（Liu等，2026）。同时，包装中化学添加剂（如增塑剂和稳定剂）在高温下的协同迁移风险也已被广泛报道（Massahi等，2026；Petrovics等，2022；Yin等，2025）。这些研究为评估食品塑料包装中微塑料的释放提供了重要参考。

近年来，全球自热食品市场发展迅速，产业规模已超过100亿元人民币，年均增长率超过20%。据行业报告显示，2024年中国自热食品市场规模超过110亿元人民币，其中自热火锅和自热米饭合计占市场份额的75%以上，自热面汤和自热关东煮等品类也占据了相当比重。自热食品利用内置加热包在密闭空间内快速产生高温蒸汽，数分钟内即可将包装内中心温度提升至90°C以上，在包装内壁形成独特的湿热接触微环境（Nurhasanah等，2026；Xu等，2024）。这种环境会促进微塑料的迁移，可能对人类健康造成各种不利影响。然而，现有研究主要集中在常规微波加热或低至中等温度下的短暂液体接触，主要评估一般成人人群或总体人群平均水平下的微塑料摄入量（Liu等，2026）。由于这些发现无法直接外推至自热食品包装系统特有的加热模式，因此针对自热食品塑料包装中微塑料的释放特征、关键影响因素和健康风险——尤其是针对儿童和青少年等脆弱人群——的系统性定量研究仍然缺乏。

为应对这些重大科学问题，本研究首次针对自热食品塑料包装系统中的微塑料释放展开调查。通过模拟自热过程中的热迁移规律以获取微塑料浓度，并结合916份全国消费者偏好问卷数据，我们构建了适应自热食品消费特征的健康风险评估模型。该模型首次量化了普通人群和敏感人群组的估计每日摄入量（EDI）及微塑料污染负荷风险水平。最终，本研究旨在为自热食品包装的清洁生产、安全设计和监管标准完善提供关键科学依据，以保障消费者健康。

章节摘要

实验材料

本研究使用的所有测试样品均从在线零售平台购买，自热食品产品通过快递运送至大学实验室。为尽量减少运输和储存过程中的潜在外源污染，所有样品在实验室分析前均保持原厂密封包装。样品统一转移并临时存放在外层纸箱中，然后再进行进一步处理（Du等，2020）。

至

暴露人群特征及影响因素

在916份完成的问卷中，男性和女性受访者分别完成428份和488份，其中包括107名儿童和青少年。他们的长期居住地覆盖了中国30个省级行政区以及一例海外样本。为确定不同地区人群在暴露频率和饮食偏好方面的差异，将中国30个省和直辖市按地理划分为华北、华东，

结论

本研究系统调查了自热食品塑料包装材料中微塑料的释放规律，并结合实验室迁移实验与全国消费者问卷调查评估了潜在的微塑料暴露风险。实验结果表明，微塑料的迁移受温度、时间和食品成分的影响。微塑料的释放表现出明显的时间累积特征，高温条件可显著

CRediT作者贡献声明

Yu Jinping：撰写——初稿，可视化，调查。Zheng Na：撰写——审阅与编辑，监督，经费获取。Yu Yan：监督。Yang Siqi：撰写——初稿，调查。Wang Shuai：监督。Si Lin：调查。Yan Pengcheng：调查。

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些情况可能会影响本文所报告的工作。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金委员会（项目编号42577446）和吉林省自然科学基金（20240101048JC）的资助。

Yu Jinping|Zheng Na|Yu Yan|Yang Siqi|Wang Shuai|Si Lin|Yan Pengcheng