从北极的降雪到南极的海冰，从海底深处到世界最高峰，塑料垃圾可谓是无处不在。因此也有越来越多的研究人员将目光转向了这些塑料对人体健康产生的潜在影响。这一领域的最新发现是研究我们经常通过食物和水摄入的塑料量，以及这可能对人体细胞产生的影响，发现我们所接触到的塑料浓度可能会产生有毒影响。
在探究塑料对人体影响的研究基础上，有关塑料可能影响我们健康的知识体系正在迅速建立。这方面的研究主要集中在塑料在海洋中分解成微小的碎片，即所谓的微塑料，研究表明，这些碎片被海洋生物食用，然后可以在食物链中传播。
我们还看到有研究表明，微塑料可以改变人类肺部细胞的形状，使其失去凝聚力，并渗入小鼠的血脑屏障。研究还表明，塑料中的化学物质会对脑细胞造成惊人的损害，在 93% 的瓶装水和世界各地收集的人类粪便样本中发现了塑料颗粒。
由赫尔·约克医学院的科学团队首次尝试进行量化，探究了我们可能食入了多少塑料，以及这些浓度对人体细胞的影响是什么。为了做到这一点，科学家们借鉴了之前对饮用水、海鲜和食盐中的微塑料污染进行量化的三项研究，所有这些研究都发现人类在食用这些东西时有很高的暴露水平。然后他们将这些结果与关于微塑料对人体细胞影响的毒理学研究结果进行了比较。
主要作者 Evangelos Danopoulos 表示这是科学家们首次尝试使用对现有已发表的研究的统计分析来量化微塑料水平对人类细胞的影响。他们发现的是，在毒理学测试中，我们看到包括细胞死亡和过敏反应在内的反应是摄入或吸入高浓度微塑料的潜在影响。
这些浓度的微塑料还被发现对细胞膜产生影响，并导致氧化应激，造成细胞或组织损伤。Danopoulos 说：“我们的研究表明，我们摄入的微塑料水平与对细胞的有害影响一致，在许多情况下，这是对健康影响的起始事件”。
有趣的是，研究小组发现，微塑料颗粒所能造成的损害可能取决于其形状。迄今为止，大多数的毒理学研究都测试了球形微塑料的影响，但该团队发现，当涉及到细胞死亡时，那些不规则形状的微塑料特别有杀伤力。
Danopoulos 说：“我们对数据的分析表明，细胞的生存能力取决于微塑料的形状。不规则形状的微塑料，也就是在环境中发现的大多数微塑料，比球形的更危险”。
虽然这项研究表明，某些浓度的微塑料可以对细胞产生某些毒性作用，而且我们很可能作为饮食的一部分接触到这些浓度的微塑料，但仍有一些空白需要填补。也就是说，科学家们指出，围绕着微塑料在人体中的实际表现，以及消化过程可能如何改变其影响，仍然存在着未知数。
Danopoulos 说：“然而，目前最大的不确定性是摄入的微塑料是如何被排出体外的。"这是了解真实风险水平的一个关键点”。
1959年，瑞典工程师古斯塔夫·图林（Sten Gustaf Thulin）为减少砍伐维护森林生态环境，制作了一种轻便、耐用、成本低且能重复使用的袋子。自此，改变全球生态消费的塑料袋就诞生了。
虽然塑料袋确实为人们的出行和购物提供了很大便捷，不过，已故的图林或许怎么也想不到，塑料袋仅仅被发明的60余年后的今天，方便人类的同时，它却给地球带来了前所未有的“压力”。
图 | “冰山一角”National Geographic 2018年6月封面 （来源：National Geographic）
从饮料瓶到外卖餐盒，无论是办公桌还是梳妆台亦或者厨房里，塑料制品在人们生活里无处不见。当然，有些塑料制品可重复使用，不过目前更多的塑料制品只能提供一次性使用，比如餐盒、包装袋等。
据发表在美国《科学进展》杂志的一项研究，2015年全世界生产的塑料超过4亿吨，其产量是1998年的两倍以上。此外，现在地球上大约有70亿吨塑料被废弃不再使用，其中仅有9%得到被回收利用，大约12%被焚毁，而剩余的50多亿吨塑料将被填埋或者丢弃在自然环境中等待自然分解。
不过，按照这个速度发展至2050年，还没等到塑料自然分解，地球上就将有130亿吨塑料垃圾，蓝色星球很有可能变成“塑料星球”。
由于塑料自然分解的过程非常漫长，所以除了那些已被焚毁的塑料，上世纪50年所生产的全部塑料至今仍在我们身边。
图 | BBC曾报道，小领航鲸因误吞80个塑料袋死亡，体内塑料袋重量超过8公斤（来源：BBC）
对此，作为该论文通讯作者之一，佐治亚大学（ UGA）工程学副教授詹娜·詹贝克（Jenna Jambeck）表示：“大多数塑料无法生物降解，所以，人类丢弃的塑料垃圾可能会成百上千年地伴随人类。”
联合国数据显示，全球范围内的海洋垃圾中有70%到90%是塑料制品。凡是人类涉足过的地方，连北极、珠穆拉玛发等极地，也存在塑料垃圾，甚至除了生物乃至人类体内也有微塑料成分。
塑料垃圾会对地球生态影响的严重性不言而喻。因此，如何将塑料垃圾变废为宝，是当下科研的焦点。
（来源：Pixabay）
传统的塑料回收大多采用高温加热处理，这种方式大多为降级回收。其过程不仅会产生复杂的混合产物，而且产出的再生材料质量也会大不如前。就算产出再生材料，其质量相比原生塑料也会很低。
针对这些问题，利用化学回收的方式就提供了另一种途径。2021年8月17日，清华大学化学系教授段昊泓与其团队在Nature 子刊 Nature Communications 期刊发表了题为《聚对苯二甲酸乙二醇酯的电催化升级再造生产商品化学品和H2燃料》（Electrocatalytic upcycling of polyethylene terephthalate to commodity chemicals and H2 fuel）的论文。
图｜相关论文（来源：Nature Communications）
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是我们生活中常见的塑料制品原料，其常用于饮料瓶、食品包装盒等制造中。
研究论文指出，通过镍基和钴基催化剂可以使PET塑料更易分解，并且，使用这种催化剂可以将塑料化为更有价值的化学材料或氢燃料，为高效升级和回收提供了新的选择性。
在本次研究中，研究团队成功将2斤废弃塑料通过电解和产物分离转化为固体化学物质（二甲酸钾）。而对于这次实验的经济评估大约为1吨塑料废品可产出350美元的净收入。
研究团队表示：“我们希望通过催化的方式将废弃的PET材质制备成更具价值的化学材料。”
图｜设计概念：a、PET回收的常规路线；b、电催化PET向上循环至商品化学品和H2燃料；c、不同电流密度下电催化路线的技术经济分析（TEA）（来源：Nature Communications）
段昊泓表示，“目前，处理塑料回收所产生的经济可行性依然是该研究最大的瓶颈。相比降级回收，利用废弃塑料进行升级改造是处理塑料垃圾的一条新路径。未来，通过催化反应或将废弃塑料当作一种可利用的碳基资源，这种更具附加值的产物，或许在未来可以带来高额的补偿成本。”
不过，对于如何提高塑料废品催化反应和整体工艺方面，仍有许多挑战需要克服。正如段昊泓所说，任何一项科学技术从研发到实现工业化都有一个漫长的过程。
关于下一步的研究，段昊泓表示，“我们下一步将开发更高效的反应器用于规模化的PET升级回收，开展低成本的塑料单体回收工艺。同时挑战更有难度的聚乙烯等塑料的催化转化。”
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