浅析塑料对环境和公众健康的影响

张国义，杨秀成

（兴义民族师范学院生物与化学学院，贵州 兴义 562400）

在过去的60年，塑料成为一种不可或缺的多功能产品，具有优质的性能和应用。多年来，塑料的处理导致了各种相关的环境问题[1]。塑料废物对环境的污染现在被广泛认为是一个主要的环境负担，特别是在水环境中，由于塑料去除方法有限，导致塑料的生物降解时间很长。人口的增长和对塑料及塑料制品的持续需求，是塑料产量不断增加、塑料废弃物及其伴随的环境污染产生的主要原因[2]。

在许多情况下，塑料在使用后会被处理掉，然而，由于其在生态环境中的耐久性，使得塑料随处可见并且在环境中持久存在。关于塑料废物的监测和影响的研究目前仍处于初级阶段。塑料有多种有毒成分，其中包括邻苯二甲酸酯、聚氟化学品、双酚A（BPA）、溴化阻燃剂和三氧化二锑，这些有毒成分会滤出，对环境和公众健康产生不利影响[3]。电子废弃物中的塑料，由于其巨大的生产量和一些国家不完善的管理政策，已经成为一个严重的全球环境和公共卫生问题。有报告表明，电子废物中的塑料有害物质可以迁移到加工场地以外的环境中。

1 塑料废弃物处理方法

1.1 垃圾掩埋法

生活垃圾中大约10%的是塑料，它们大部分都被填埋了。填埋是许多国家最常见的废物处理方法，但是，垃圾填埋的空间不足正成为一个严重问题。例如，历史上垃圾填埋在英国很有吸引力，因为它相对便宜且简单，不一定需要处理、清洁或分离。但目前在英国，塑料垃圾填埋是最不受欢迎的垃圾处理选择。由于有毒化学物质的类型和数量以及它们在填埋场的浸出潜力，人们越来越关注对填埋场的潜在影响。现在，英国政府的政策是减少填埋废物的数量（例如，填埋指导欧盟委员会1999/31/EC），但很难实现，因为估计英国60%的城市废物仍被送往填埋场。1999年，西欧65%（每年840万吨）的可回收塑料被送往垃圾填埋场。

1.2 塑料焚烧法

塑料焚烧的一个优点是从塑料废料中回收能量。垃圾填埋的另一种替代方法是焚烧，但人们越来越担心在焚烧过程中有害化学物质可能释放在大气中。例如，塑料废气释放卤化添加剂和聚氯乙烯，而呋喃、二噁英和多氯联苯（PCBs）则从塑料焚烧中释放到环境中。在塑料焚烧过程中，烟道系统的燃烧加热器被塑料永久损坏，塑料燃烧的产物对人类和环境都有害。低分子量的化合物可直接蒸发到空气中，从而污染空气。另外，一些化合物可能形成可燃混合物，而另一些化合物可能以固体形式氧化。

塑料焚烧通常会伴随着炭化物的形成，炭化程度取决于焚烧条件。塑料及塑料复合制品焚烧过程中的气体释放是非常危险的。焚烧塑料会产生烟尘、灰烬和不同的粉末，这些粉末会沉积在植物和土壤，还有可能迁移到水生环境中。降雨会使一些有毒化合物沉入土壤中，污染地下水或被植物吸收，从而进入食物链[4]。其中一些塑料焚化产品可以与水发生化学反应，产生的化合物可以改变水的pH值，从而改变水生生态系统的功能。

1.3 塑料回收法

回收的塑料废料或废物再加工成可用的产品被称为塑料回收，消费后回收塑料的数量有所增加。在美国，2008年产生的消费后塑料废物约为3 360万吨。大多数塑料是不可生物降解的，因此，基础工作是减少废物排放，有效管理和回收由此产生的废物。塑料回收是全世界为“减少每年进入海洋的废物流中的800万吨塑料”而努力的一个主要方面。

相对利润丰厚的金属回收，低价值塑料回收往往更具挑战性。一些政府利用政策鼓励消费后回收，如欧盟关于包装和包装废物的指令（94/62/EC），使德国建立了延长生产者责任的立法，从而实施回收及循环再造包装的“绿点”计划。在英国，生产者责任是通过一个计划制定和交易包装回收票据，加上最近的垃圾填埋税，以鼓励废物减少活动。

在2015年，全球63亿吨塑料废物中约有9%得到回收，另外12%和79%分别被焚烧和填埋[5]。2016年，全球回收率增长约占塑料废物总产生量的14%。这一增长的主要贡献者包括日本等国家，根据其塑料废物管理研究所的数据，日本的塑料废物回收率从1996年的39%上升到2014年的83%。

2 塑料废弃物对环境的污染

塑料垃圾的分布与人口的数量有关。人口的增加导致对塑料和塑料制品的需求增加。不加区别地处理塑料和塑料制品产生的废物会导致环境污染，这种污染表现在以下几个方面：环境自然景观恶化、水生生物纠缠和死亡、城镇污水系统堵塞，并成为滋生蚊子和其它致病媒介的有利环境，产生臭味，降低渗水和农业土壤的通气性，从而导致这些土地的生产力降低。

2.1 土地污染

在人类的居住环境中，塑料制品大量存在。塑料和塑料制品的污染会破坏和污染陆地环境，并随后转移到水生环境，海洋中约80%的塑料废弃物与陆地有关，但与海洋大环境中塑料废弃物的大量数据相比，缺乏陆地上塑料废弃物的数量数据。在陆地上倾倒塑料或填埋塑料会导致塑料的非生物和生物降解，其中塑料添加剂（例如稳定剂、部分有害着色剂、增塑剂和重金属）会渗入地下，并最终渗入环境的各个方面，从而造成土壤和水污染。有报告表明，微塑料和合成聚合物纤维在进入污水污泥和土壤五年后仍然可以检测到。氯化塑料能够将有毒化学物质滤入土壤，然后渗入地下水或周围的水生系统，从而污染生态系统。

2.2 水污染

据估计，2012年全球海洋中约有1.65亿吨塑料废物，而平均每年有800万吨塑料被排放到海洋中，约有5万亿塑料碎片漂浮在海洋里[6]。通常，海洋中的塑料可以在一年内发生降解，但不能完全降解。在塑料降解过程中，聚苯乙烯和双酚A等有毒化学物质会释放到水中，造成水污染。在海洋中发现的废物大约80%由塑料组成。漂浮在海洋上的塑料碎片可能会被海洋生物迅速定殖，并且由于在海洋表面长期存在，可能有助于“外来”或非本地物种的移动。据报道，在海洋生态系统中，塑料可以从其它不同来源浓缩和吸附海水中的污染物。这类污染物一般是持久性有机污染物，如壬基酚、多氯联苯、二氯二苯二氯乙烯（DDE）等，与周围海水相比，这些污染物可能在塑料碎片上积聚数倍。

2.3 空气污染

当填埋的塑料垃圾最终分解时，二氧化碳和甲烷被释放到空气中。在2008年堆填区分解固体废物期间，估计排放到大气中的二氧化碳当量为2 000万吨。在燃烧塑料和塑料制品的过程中，二氧化碳也会释放到大气中，二氧化碳能够捕获辐射热，阻止辐射热从地球上逸出，从而导致全球变暖。空气污染是公众健康的主要威胁之一，它是造成环境污染主要原因。塑料和塑料制品的露天燃烧会释放出重金属、二噁英、多氯联苯和呋喃等污染物，这些污染物被吸入后会导致健康风险，特别是呼吸系统疾病。塑料对空气的污染严重威胁到我们的身体健康，对后代也可能造成巨大的影响[7]。

3 塑料废弃物对动物的影响

事实上，由于大量塑料废物进入世界海洋，大型海洋哺乳动物生存受到威胁的报告已经被记录在案。动物接触塑料废弃物的主要途径是摄取和缠绕，但摄取比缠绕更为频繁，海洋中的大多数动物误以塑料废弃物是食物，从而吃掉。此外，缠绕（如网）会对海洋动物造成伤害、损害甚至死亡。报告显示，超过260种不同种类的脊椎动物和无脊椎动物摄入塑料或被塑料或塑料制品缠住，造成超过40万海洋哺乳动物死亡。塑料垃圾对海洋的污染主要影响海龟和其它以水母为主要食物的物种，因为它们经常把丢弃的塑料袋当水母吃下。类似的情况在海鸟身上也很常见，它们会把微型塑料和乌贼混淆，或者塑料废物误认为是它们的鱼类猎物。摄入塑料垃圾会对鸟类的消化系统造成阻塞和物理损伤，降低系统的消化能力，造成饥饿、营养不良，最终导致死亡。

许多鸟类、海龟、鱼类、海豹和其它海洋动物因卷入塑料碎片而溺死或窒息死亡。据观察，缠结会对243种海洋生物造成健康风险，通常会导致死亡。被塑料碎片缠住的动物也会导致捕食者的死亡，因为这些动物无法解开纠缠并逃跑。很多时候，废弃的渔网被称为“鬼网”，诱捕海洋动物，导致饥饿和死亡。

4 塑料废弃物对公众健康的影响

塑料中的大多数添加剂都是潜在的致癌物和内分泌干扰物。摄入、皮肤接触和吸入是人类吸收这些添加剂的主要途径。据报道，皮肤接触塑料中的某些添加剂会导致皮炎。微塑料是一种主要污染物，在被大量淡水和海洋生物摄入后，会在食物链中生物累积，从而导致公共健康风险。对人体组织的生物监测研究表明，塑料成分仍然存在于人群中，人类食用暴露于微塑料和塑料添加剂的动物可能是有害的。

5 减少和控制塑料废弃物的建议

许多国家致力于通过减少塑料和塑料制品的生产、禁止过度包装、垃圾收集和回收利用来控制塑料废弃物对环境的污染。在防治塑料污染的工作中，以下建议可能会有所帮助。

5.1 制定相关政策，减少塑料废弃物

为了打击和遏制塑料对环境的持续污染，有必要制定切实可行的政策，这些政策必须得到遵守和执行。重视《全球塑料污染环境公约》的必要性，该公约要求塑料生产商申报其塑料产品中的所有成分，并就这些成分对消费者的潜在健康影响向产品发出警告。应该制定政策，对塑料制品中的一些有害成分重新分类。重新分类可能刺激对新的无害替代品的研究，这将改善我们的塑料废物处理，并防止塑料废物在环境中的不断累积。对政府来说，执行和实施法规也很重要，不管塑料的危险状况如何，这些法规都将对塑料的生产、消费、使用和最终处置等起到作用，以防止转移到垃圾填埋场和不加选择地处置到环境中。

5.2 提高公众意识

必须努力使公众了解塑料废物污染对环境和公众健康的潜在影响。这将大大降低污染率，保护环境质量。人们需要了解塑料制品的化学成分及其对健康的影响。不同层次的教育课程必须包括减少塑料污染的方法和作为信息资源的废物管理系统。

5.3 用生物塑料作为替代品

生物塑料是19世纪50年代一位英国化学家用木浆制成的纤维素制成的塑料。现在，生物塑料可以由不同的可生物降解和不可生物降解材料制成，包括杂草、大麻、植物油、马铃薯淀粉、纤维素、玉米淀粉等。糖基生物塑料可以在堆肥的正常条件下进行生物降解。生物塑料对环境友好，因为与其它类型的塑料相比，它们在生产过程中需要较少的化石燃料。

尽管生物塑料在商业上的应用很少，但它们广泛应用于一次性消费品中，如餐具、罐、陶器、吸管和包装。原则上，生物塑料可以在许多应用中取代石油塑料，但问题在于生物塑料的成本。如果全球范围内没有限制传统塑料使用的具体法规，那么对生物塑料的使用可能就没有促进。生物塑料减少了不可再生能源的消耗，减少了温室气体的排放[8]，应该受到法规保护和鼓励。

如果在全球范围内，制造商能够接受使用生物塑料，那么塑料废弃物的产生，以及伴随的环境和公共健康影响问题就可以得到解决。生物塑料几乎不残留有毒物质的可生物降解性，有助于保护我们的自然环境免受传统塑料废物的威胁，保护世界环境，使人类的生活更加安全。

6 结语

世界范围内塑料生产和环境污染的研究表明，塑料废弃物已成为一个重要的环境问题。塑料废弃物对海洋生物、人类和整个环境的影响是公众关注的问题，呼吁挽救生态系统和生命。尽管塑料在日常生活中非常有用，但生产中使用的有毒化学品需要彻底监测，以确保环境和健康安全。减少对塑料废物中有毒物质的使用，将增加清洁环境的机会。政府机构应颁布和执行相关法规，监测塑料的生产、使用和处置。此外，在生产塑料时使用的一些有害化学成分（如邻苯二甲酸酯的包装、双酚A等）应禁止用于消费品，特别是不能用于食品、饮料和儿童直接接触的塑料制品中。