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TK生物基材料報道:全球塑料產量已達到每年超過3.5億噸的驚人產量。這是對這種材料的巨大需求的結果,到目前為止,這種材料一直被認為是各種應用和消費產品耐用性,可用性和多功能性的唯一選擇。
塑料的廣泛使用也導致它們在垃圾填埋場和自然環境中的積累。事實上,由於一次性塑料產品的廣泛生產和應用,占塑料製品>40%,估計有250,000噸塑料垃圾漂浮在海洋中。儘管有幾個國家正在引入有關塑料廢物管理和回收策略的新法規,但必須指出的是,2018年在歐洲,只有32.5%的消費後廢塑料被回收利用,而24.9%的廢物被積累在垃圾填埋場。


研究背景

環境塑料污染源於多種因素,包括管理不善的塑料廢物、海中的漁網以及不同的家庭和商業活動,如洗滌合成紡織品、道路標記、輪胎、海洋塗料、個人護理產品和塑料顆粒。特別是塑料製品在被釋放到環境中後,會經歷由大氣物質(如波,磨損,紫外線輻射和光氧化)的作用引起的降解過程,與生物過程相結合,導致微塑料(MP)的形成。

鑑於微塑料對動物和人類健康的影響的強烈關注,使用可靠和客觀的技術進行檢測和表徵至關重要。在所有被利用的技術中,拉曼顯微光譜(RMS)可以被認為是金標準,因為它使研究人員不僅可以表徵微粒的形態特徵,還可以表徵它們在聚合物基質和顏料方面的化學成分。此外,RMS具有優勢,可以直接在過濾膜上分析小至2μm的MP,這要歸功於光散射的高潛力。最近,意大利的研究小組首次檢測到人類胎盤樣本中存在MP;這項由拉曼顯微光譜進行的研究受到了廣泛的關注。

基於這些令人印象深刻的結果,意大利科學家決定調查母乳中微塑料的污染情況,以評估極其脆弱的嬰兒群體中的另一種MP暴露途徑。該研究成果「RamanMicrospectroscopyDetectionandCharacterisationofMicroplastics inHumanBreastmilk」發布在《聚合物》雜誌期刊上。


研究實驗

在本研究中,通過拉曼顯微光譜分析了從34名媽媽收集的母乳樣本,並且首次在大多數分析樣本中檢測到MP的存在。這項研究的相關性在於母乳是嬰兒營養的標準,此外,它反映了母親和嬰兒的產後暴露,因此,它代表了污染物生物監測的最佳基質。事實上,母乳由基於碳水化合物的懸浮液中的蛋白質和脂肪球組成,代表了MP和其他化學物質的親脂性的良好環境。在這方面,值得注意的是有幾項研究報告了鄰苯二甲酸鹽、重金屬和全氟化合物對母乳的污染。

實驗數據
研究討論

母乳是嬰兒的最佳標準營養品,這要歸功於其提供營養和增強免疫系統。因此,必須根據可能的污染情況評估其質量。事實上,母親每天都會接觸到環境中存在的各種化學物質,例如通過食物、飲料和個人護理產品,因此,母乳可能被這些化合物污染,可能會影響兒童的健康。

迄今為止,已在人乳中檢測到多氯雙苯(PCB)、有機氯農藥、多溴聯苯酯(PBDEs)、鄰苯二甲酸酯和鄰苯二甲酸酯代謝物、全氟和多氟烷基物質(PFASs)、酚類和金屬的存在。事實上,由於這些污染物大多數是親脂性的,並且有沉積在脂肪組織中的傾向,因此它們可能在哺乳期間轉移到母乳中。

眾所周知,生命早期階段對多氯聯苯的毒性作用最敏感,其主要包括對內分泌和認知系統的嚴重影響,導致智商下降和行為改變。同樣,多溴二苯醚也被認為是神經毒性的,特別是在兒童中,對運動、認知和行為發育有影響。文獻中報道鄰苯二甲酸酯對男性生殖功能產生負面影響,此外,兒童期接觸鄰苯二甲酸酯被證明會增加過敏性疾病和改變身體/神經認知發育的風險。

值得注意的是,大多數這些環境污染物也能夠通過幾種吸附機制與MP相互作用,這取決於聚合物的大小,形狀,密度,顏色和化學成分,例如,鄰苯二甲酸酯對聚苯乙烯、聚乙烯和聚氯乙烯微粒表現出主要吸附作用。因此,由於MP是無處不在的環境污染物,並且代表了具有已知健康損害影響的有毒有機化合物的潛在載體,因此在生物基質中檢測到它們實際上非常令人擔憂。

在這項研究中,首次在母乳樣本中發現了微塑料,特別注意到的是我們檢測到的微粒數量可能被低估,因為每個樣品只考慮約4g母乳的等分試樣。微塑料以RMS為特徵,並根據形狀,尺寸,顏色和化學成分進行分類。在這方面,幾乎所有的微塑料都是藍色和橙色/黃色的不規則碎片,尺寸從2μm到12μm不等,與易位機制一致。根據文獻中報道的其他研究,最豐富的聚合物是聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯。

文獻中報道了幾種MP暴露途徑,包括吸入、皮膚接觸和攝入,後者被認為是最具影響力的,一旦攝入/吸入,MPS可內化於人體組織。在胃腸道水平上,它們可能通過內吞作用機制或通過細胞旁擴散通過上皮,之後它們被樹突狀細胞通過淋巴循環轉移併到達循環系統。在呼吸系統方面,吸入的MP可能穿透下呼吸道,其特徵是粘膜層薄,並在細胞攝取或細胞旁擴散後擴散到血流中。

目前,關於微塑料科學證據越來越多。Schwabl等人報告了在人類糞便中檢測到MP,而作為進一步的衡量標準,Ibrahim等人描述了人結腸切除術樣本中存在MP,證明MP部分穿過腸道屏障。作為吸入暴露的證據,Amato-Lourenço等人在人肺組織中檢測到<5.5 μm聚合物MP和纖維,範圍為8.12-16.8 μm。作者最近在人胎盤中發現了MP,它代表了胎兒和暴露於外部環境的母親之間,結果也得到了Braun等人的證實。最近,人體血液中塑料顆粒的存在證明了MP在血液中向身體各個部位的運輸。

關於乳腺,對於外源性顆粒從血流到母乳的位移,已經提出了兩種假設的途徑:乳腺上皮細胞依賴性和免疫細胞依賴性途徑,後者在吸入顆粒的情況下尤其相關。因此,調查了母乳中MP的存在與有關母親習慣的具體信息(例如食用魚和貝類,塑料瓶中的飲料,塑料包裝中的食品以及在預期分娩日期前7天和之後7天內使用含有塑料化合物的個人護理產品)之間的可能關聯, 但是沒有發現MP存在/與上述每個參數之間的關係。

與使用個人護理產品缺乏關聯可能是由於考慮到皮膚接觸作為暴露途徑的影響很小,因為只有<100納米的顆粒才能穿過皮膚屏障。相反,與母親的飲食習慣沒有關係更難解釋,因為MP暴露的主要途徑是攝入。事實上,已經報道了許多與食物相關的微塑料來源,包括魚類、貝類和人類必需的日常消耗品,如食鹽、糖、瓶裝水、牛奶、蜂蜜、塑料茶包,以及更大程度的塑料廚房用具、盤子和包裝。

因此,作者的研究結果表明,由於微塑料在環境中無處不在,暴露於這些微粒是不可避免的,因此,不可能在複雜的面暴露中分離出特定的來源。

實驗結論

人類母乳中MP的證據,加上之前在人類胎盤中發現這些微粒,是一個令人嚴重關切的問題,因為它會影響極其脆弱的嬰兒群體。事實上,母乳餵養的母親食用的食物,飲料和個人護理產品中可能含有的化學物質可能會轉移到後代身上,從而可能產生毒性作用。

因此,必須加大科學研究力度,以加深對MP內化和積累(尤其是嬰兒)導致的潛在健康損害的認識,並評估創新的、有用的方法,以減少在懷孕和哺乳期間接觸這些污染物。

原文鏈接:

https://www.mdpi.com/2073-4360/14/13/2700/htm

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