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議題：從天而降的塑膠微粒污染

背景描述：

塑膠問題已不僅止於塑膠碎片污染的討論，近期關於塑膠微粒在生態環境的影響及人體的生物累積上，各國及聯合國世界衛生組織也開始逐漸重視。
1. 除了早前一項研究，依據英國湖泊和河川、美國地下水以及中國長江流域和西班牙沿海收集的數據顯示，塑膠微粒的污染已遍及全球。塑膠微粒對人類與環境各層面的污染遠比像中的更廣泛也更嚴重。
2. 現在塑膠微粒被發現不僅僅出沒在人類用水中，本篇研究報告顯示（詳如研究原文連結），塑膠微粒已透過全球大氣環流的傳送，並沉降在距離任何大城市都很遠的偏遠高海拔山區。
3. 2017年至2018年的5個月期間，庇里牛斯山（Pyrenees）杳無人煙高海拔地區，每平方公尺每天平均降落365個塑膠微粒。研究報告第一作者蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學（Strathclyde University）博士生史提夫．艾倫（Steve Allen）說：「在庇里牛斯山野地發現這麼多微粒，令人震驚且擔憂。」

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研究原文

2019年07月01日
國立陽明大學環境與職業衛生研究所 余國賓教授

要了解空氣傳播的塑膠微粒之健康危害議題，先得了解空氣中的微粒依其顆粒大小，可歸類成可吸入性微粒 （inhalable particles）、胸腔性微粒 （thoracic particles） 以及可呼吸性微粒 （respirable particles）

可吸入性微粒 （inhalable particles）是指在呼吸作用中能由口、鼻進入呼吸系統的所有微粒，通常能夠在呼吸系統造成刺激性或是可以被吸收進入體內的微粒狀污染物，其顆粒大小大約在100微米 （micro meter） 以下。

胸腔性微粒 （thoracic particles） 是指能穿越咽喉區域而進入胸腔到達氣管與支氣管及氣體交換區域之微粒狀污染物，其可能對整個胸腔所造成危害，其顆粒大小大約在10微米（micro meter）以下。

可呼吸性微粒 （respirable particles） 是指能通過氣管而到達肺部之肺泡的微粒。微粒大小在4微米以下的粒狀污染物，約有50﹪以上可達肺泡並可能進入血液循環系統，以健康效應而言，可呼吸性微粒之健康危害最大。

而該研究發現之塑膠微粒大部分直徑介於 10 至 150 微米間，因此鼻腔的過濾防禦可將大部分的塑膠微粒阻擋避免深入胸腔肺泡造成嚴重危害。另外，塑膠本身號稱萬年垃圾不易分解，雖然其不易產生生物活性，但值得注意的是空氣中的塑膠微粒可能吸附環境中的有害物質，例如戴奧辛、多環芳香碳氫化合物、酸（如硝酸鹽和硫酸鹽）、有機化合物、胺氮、重金屬如汞、鉛等，這些有害物質有可能伴隨在人體吸入的塑膠微粒中並對人體造成健康影響。

此外，生產塑膠材料時加入的添加劑如塑化劑或安定劑等，在塑膠材料分粒成塑膠微粒時亦可能釋出造成環境的危害。

2019年07月04日
國家衛生研究院國家環境醫學研究所 林嬪嬪代理所長
國立中央大學生命科學系 羅月霞助理教授
國家衛生研究院國家環境醫學研究所 鄭獻仁博士

1. 塑膠微粒主要進入人體的途徑有哪些？

人類製造、使用、廢棄的塑膠製品通常會進入水循環與大氣循環，這些塑膠會隨時間與環境作用而脆化裂成碎片，再逐漸磨損、降解成更小尺寸的塑膠微粒(Microplastics, 0.1-1000微米)，甚至是奈米塑膠(Nanoplastics , ≤ 0.1微米)。傳播於大氣中的塑膠微粒也會藉由降雨或沉降而匯入水循環，而河流或海洋內的水中生物可能因接觸或攝食在體內累積了塑膠微粒。人類暴露到塑膠微粒的可能途徑主要有兩種方式：在河流或海洋的塑膠微粒藉由飲食進入人體，主要包含飲用水、魚蝦、貝類等；而在空氣中的塑膠微粒則藉由呼吸進入呼吸系統。

2. 在什麼情況下，人類可能會吸收和接觸到塑膠微粒？若人體暴露在充滿塑膠微粒的空氣中，塑膠微粒是否會經由呼吸進入肺、支氣管等呼吸系統中？

近日有報導在法國山區收集空氣中的塑膠微粒型態大多是碎片、纖維與薄膜(film)，其主要成分為聚苯乙烯（Polystyrene, PS）、聚乙烯（Polyethylene, PE）以及聚丙烯（Polypropylene, PP），所測量到的塑膠碎片半數是小於25微米的碎片，纖維約半數是小於300微米的碎片，薄膜則是以小於150微米為主。塑膠微粒可以藉由大氣氣流飄散到各地，推測傳播距離可達到100公里。空氣中的塑膠微粒可經由口鼻進入上呼吸道，更小的尺寸(< 5微米)則更容易達到較深層的肺。目前，塑膠微粒被認為可能是一種新的空氣污染物。身處於特定工作場所(如顏料噴塗、尼龍製造)或是嚴重汙染環境(交通繁忙、輪胎摩擦)的人，相對地可能會暴露到更高濃度的塑膠微粒。因此，空氣傳播的塑膠微粒之大小與濃度除了與氣流散播範圍有關，也是決定其進入呼吸系統的重要因素。

3. 在廢塑膠形成塑膠微粒的過程中，可能會吸附或沾黏到環境中的有害物嗎？有哪些物質可能會傷害人體健康？

目前尚無空氣中塑膠微粒吸附環境中有害物質成份的研究報導，而海洋中的塑膠微粒已有研究證實。塑膠微粒本身的材質具有容易吸附並釋放其他有毒化學物質的特性。例如多氯聯苯（Polychlorinated biphenyl, PCB）、戴奧辛(Dioxin)等，這些化合物皆具有環境荷爾蒙的特性，若長期暴露可能會干擾人體內分泌系統而造成不良影響，如皮膚、神經、免疫、生殖發育毒性，或甚至是癌症。另外在塑膠製品的生產過程中，廠商會因為特定產品的性能要求而加入添加劑（Additives），例如能夠調整材料成形時柔軟性而易於加工的塑化劑（Plasticizer）。塑膠微粒平均約含4％的添加劑。目前最受矚目會影響健康的是鄰苯二甲酸二辛酯（Di(2-ethylhexyl)Phthalate, DEHP）及酚甲烷（或稱雙酚A，Bisphenol A, BPA）。這些化學物質屬於環境荷爾蒙，又被稱為內分泌干擾素(Endocrine disrupting chemical, EDC)，可能影響生殖與發育。

4. 塑膠微粒與吸附的物質是否會對肺部或其他器官造成損害？更進一步，塑膠微粒可能藉由人體循環系統，累積在肝臟或其他器官造成其他影響嗎？對於發育中的孩童，是否會造成影響呢？

有研究指出長期吸入超過一定濃度的塑膠纖維 (長度> 5微米, 直徑< 3微米) 可能會引起肺部發炎。例如在製作尼龍（Nylon）纖維的工廠，約有4 %的工人會產生間質性肺病(Interstitial lung disease)。另外，在紡織廠工人肺部病理組織也發現有間質纖維化(Interstitial fibrosis)以及肉芽腫 (Granulomatous lesions)的情況。目前尚未有科學研究針對空氣中的塑膠微粒對其他器官以及發育中孩童的影響，而且也沒有醫療檢測方法可以偵測體內塑膠微粒的含量。

5. 塑膠微粒與吸附的物質是否會產生生物累積（Bioaccumulation）或是生物放大作用（Biomagnification）的問題嗎？

在水循環中的塑膠微粒會在裂解過程中滲濾有毒化學物質至海水中，包含本身的添加劑、顏料等；相反地，因為塑膠微粒的有疏水表面(Hydrophobic surface)性質，所以也會吸附海水中一些具持久性與有毒的污染物質，如持久性有機污染物（Persistent organic pollutants, POPs）化學物質，可能透過攝食行為而對水生生物造成毒害。甚至有可能累積在於水生生物體內，再透過生物累積（Bioaccumulation）與生物放大（Biomagnification）作用，轉移至食物鏈上層的生物體中。在聯合國環境規劃署2016年的報告指出，目前的證據顯示海鮮中的塑膠微粒不對人類的健康造成威脅。同時，也沒有足夠證據評定污染物會由海鮮魚肉再轉移到人類的可能。

由於空氣中塑膠微粒是近年才開始討論的議題，目前對於人體的影響尚無充足的研究資料。而在海洋的部分仍需要更多的研究探討塑膠微粒的生物累積與生物放大作用，必須累積足夠的科學證據得以了解海鮮食物中含有塑膠微粒和汙染物的濃度，以評估對健康的可能危害。

2019年07月05日
國防醫學院公共衛生學系暨研究所 賴錦皇教授

塑膠微粒的產生機制不同於PM 2.5，微粒粒徑小於2.5微米的產生與燃燒過程有關，粒狀汙染物粒徑在2.5-10微米則經由物理（機械）力量而產生；PM2.5微粒可以是自然界經由燃燒產生，如森林火災、火山爆發；另外與人類活動有關如機動車輛排放的廢氣、垃圾燃燒、焚放爐排放、燒烤、廚房油煙等來源。

塑膠微粒完全是人類活動所造成的，可以是蓄意製造、添加（如塑膠纖維的衣物、柔珠類清潔用品）；也可能經由塑膠製品之廢棄物流佈到環境中之水體、土壤、地面經自然分解的方式如太陽曝曬、河川流動、潮汐海浪逐步裂解成小顆粒徑的塑膠微粒；塑膠微粒可以經飲用水、食物攝食之方式暴露；塑膠同樣也可經由自然分解的方式經由大氣傳播、沉降後回到環境中，人體也可經由呼吸途徑暴露到。

一般來說經由燃燒機制產生的微粒粒徑較小，如果經由環境自然分解形成的塑膠微粒粒徑就會比較大。庇里牛斯山汙染主要的塑膠微粒主要的成分是聚苯乙烯（polystyrene, PS）與聚乙烯（polyethylene, PE）；纖維狀塑膠微粒主要成分由聚丙烯 （polypropylene, PP）與聚乙烯對苯二甲酸酯 （polyethylene terephthalate, PET）組成。塑膠碎片粒徑大多小於50微米；纖維狀塑膠微粒長度則100-200與200-300微米範圍。

塑膠微粒的粒徑、形狀、密度決定微粒運動與沈降呼吸道的位置；微粒因重量與運動速度會有慣性衝擊，呼吸道結構彎曲或是呼吸道之黏膜會有攔截微粒之特性，微粒在末梢之呼吸道會有重力沈降之特性，微粒如帶有電荷會有正負電靜電吸引，如果微粒粒徑在0.1微米，其運動方式類似氣體分子具有布郎運動之特性，這些機制都會決定微粒沉著呼吸道的位置。

人體對於微粒的防護機轉可以先經由鼻毛、鼻腔給予過濾，而較小微粒則進入氣管、支氣管後，由於在呼吸道的上皮細胞均帶有纖毛，又加上表面分泌之黏液，可以把呼吸道管壁所附著的微粒異物，由下往上送到咽部，以痰咳出或吞入消化道排出體外。絕大部分大於粒徑10微米微粒以及60-80%粒徑在5-10微米範圍之微粒會在鼻咽區域被捕捉；非常小之微粒可以到達肺泡區。以大氣傳播之塑膠微粒其粒徑範圍以沉著在鼻咽或上呼吸道之可能性較高，比較不易到達氣管、肺泡或氣體交換區或是進入人體循環系統。

由於塑膠微粒不易分解，在環境的存在時間長，會在環境中積累。塑膠微粒最終還會並存其他的化學污染物。塑膠微粒吸附或沾黏具有毒性有害物，可能來自於塑膠微粒本身，其二可能是塑膠吸附所釋放持續性有機汙染物（如戴奧辛、多氯聯苯、多環芳香烴），第三是浸溶出塑膠所添加之物質（如塑化劑、雙酚A、重金屬等）。

一篇文獻回顧中認為土壤中的塑膠微粒在吸附多氯聯苯和三個苯環之多環芳香烴的吸收分配係數會比水體中的塑膠微粒高。這些所吸附或溶出的物質多是具有環境賀爾蒙特性干擾人體正常賀爾蒙功能、致癌能力。

一份以粒徑大小約20微米和25-200微米的二次聚丙烯微塑料（PP顆粒）探討對人體免疫細胞、血球細胞和小鼠免疫細胞進行的細胞毒性研究，發現PP顆粒在較大粒徑和濃度方面表現出較低的細胞毒性效應；但是在用DMSO溶劑加入高濃度、小粒徑PP塑料微粒，會刺激免疫系統，並會增加細胞激素和組織胺濃度來表達對PP顆粒的過敏性反應。

生物累積（Bioaccumulation）包括生物濃縮（Bioconcentration）及生物放大作用（Biomagnification）兩個過程，首先親脂性之物質容易在脂肪組織囤積，比如水中的化學物質經由於魚鰓過濾在魚體脂肪濃縮，這是生物濃縮；魚也會經由所吃的食物、攝入水中或底泥所吸附之化學物質，這些物質並非經由代謝排出，而傾向累積在魚體內。人類由於是在食物鏈之頂端，經由飲食方式將親脂性物質保留下來，因而會比下一層級的生物會有較高的化學物質濃度，這是生物放大作用；塑膠微粒所吸附之化學物質如多氯聯苯、戴奧辛、多環芳香烴經生物攝食吸收、分佈到體內脂肪組織濃縮；另外，由於魚在水中持續攝食含塑膠微粒之食物，當其他動物食用受塑膠微粒污染的魚時，塑膠微粒進入食物鏈的上一個階層，生物體內塑膠微粒濃度增加也同樣會有生物放大作用。

現今檢驗分析塑膠微粒的方法中以顯微拉曼光譜或傅立葉轉換紅外光譜分析儀進行不同塑膠成分之定性分析以及定量分析較為準確，但是此類方法分析費用昂貴，易受生物樣本螢光干擾。目前並無任何的醫療檢驗方式能讓大眾知道人體吸收多少數量的塑膠微粒。

參考資料：

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