专栏 | 绿色情报员:今天你吃“塑料蔬果”了吗?

2020-07-16
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科学家发现微塑料入侵蔬果,食物链难逃塑料危机。(路透社)
科学家发现微塑料入侵蔬果,食物链难逃塑料危机。(路透社)

微塑料出现在餐桌,不是新鲜事,从海鲜、食盐到饮用水都被“加料”,现在科学家在蔬果也发现微塑料。中国是塑料王国,也是农业地膜大国,土壤悄悄种下塑毒危机。

土壤塑料风暴来袭


中国是塑料大国,土壤中的塑料污染问题日益严重。(路透社)
中国是塑料大国,土壤中的塑料污染问题日益严重。(路透社)

“在科学文献资料库输入土壤、微塑料和中国三个关键字,研究报告已经超过5,000篇。”台湾大学农业化学系教授许正一谈起7月初的搜寻结果,“从这些数量来看,中国确实存在土壤的塑料污染问题,科学家才会投入研究。”

今年6月20日国际期刊《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)刊登一篇中国山东大学和美国麻省大学合作的论文,探讨纳米级塑料对植物的影响。致力土壤和环境科学研究的许正一指出,“这是一个起始的研究,研究人员将高比例的纳米塑料调配混入土壤,结果显示会破坏植物组织和代谢功能,影响农作物产量,不过,这样的结论有些言之过早。”

许正一认为,这个研究刻意提高纳米塑料的添加量,比例高达0.1%,这在现实世界并不容易看到,研究同时以阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana,又称拟南芥)为实验对象,这是生命科学研究常用的植物,因为基因组较少,容易筛检看出表现,加上生命周期短,方便研究者在短期内分析数据和效果,研究结论只能说在实验条件下会对植物产生影响。

市售蔬果找到塑料

意大利研究团队发现,苹果的微塑料含量远高于莴苣、红萝卜。(路透社)
意大利研究团队发现,苹果的微塑料含量远高于莴苣、红萝卜。(路透社)

不过,国际研究接二连三找到微塑料入侵植物的证据,今年6月意大利卡塔尼亚大学在《环境研究》期刊(Environmental Research)发表论文,发现莴苣、花椰菜、苹果、红萝卜、梨子等受测样本都含有微塑料。许正一表示,这个研究以市售蔬果进行分析,反映出蔬果含塑的事实,但仍有待建立完整的风险评估模式。

相较一般微塑料的定义为小于5毫米(millimeter),“这篇研究发现的微塑料大多是1至2微米(micrometer),粒径只有细胞的1/20、1/30,小到可以钻进细胞内。”台湾零废弃协会创办人孙玮孜博士窥见塑料危机,“最近很多研究发现,环境中微塑料含量远高于过去研究推估的数字,因为研究仪器愈来愈先进,找到的微塑料粒径也愈来愈小。”

孙玮孜指出,这篇论文发现苹果的微塑料含量最高,平均每克苹果有195,500颗微塑料,红萝卜为101,950颗,莴苣则有50,550颗;研究团队同时以当地人摄食蔬果习惯来推算,以苹果来说,大人每天大约吃进1,410,000颗微塑料,小孩为462,000颗,这个结果类似先前研究发现,每人每周吃下一张信用卡大小的微塑料。

面对塑料污染困境,各国可说是草木皆兵。“2018年全球生产近4亿吨塑料,一年进入海洋的塑料垃圾大约是800万公吨。”孙玮孜指出,“这等同于每分钟有一台载满废塑料的卡车,倒入大海里。”当微塑料渗入土壤和植物,粮食生产和食物链风险也成了科学家关注的焦点。

农业资材是土壤塑料污染的凶手之一,许正一指出,为了防止杂草生长、保温,或是减少水份流失和土壤冲蚀,农民会在农地覆盖地膜,塑料残膜造成污染;菌棒(又称太空包)的包膜材质也是塑料,当种植香菇、洋菇后,菌棒做为有机废弃物堆肥,另外,包裹性的化学肥料为使肥料缓缓释出,外层会包覆包裹性材料,这些都可能种下塑料污染。

地膜大国埋下塑毒


农用地膜掀起“白色污染”议题,全球近9成地膜覆盖在中国。(美联社)
农用地膜掀起“白色污染”议题,全球近9成地膜覆盖在中国。(美联社)

根据中国农业农村部统计,2017年地膜使用量为143.7万吨,覆盖面积达到2.8亿亩,两者均为世界第一,由于重使用、轻回收,地膜残留严重,近年中国不得不展开污染防治工作,2017年底制定《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜强制性国家标准》,今年还宣布将加快出台《农用薄膜管理办法》,治理措施仍旧问题重重。

中国传统农用塑料地膜的材料为聚乙烯(PE),“塑料袋的原料就是聚乙烯。”孙玮孜说明,“如果农用地膜是在太阳曝晒严重的地区,它很容易碎裂化,即使曝晒程度不高,塑料本身也会逐渐裂解为小碎块,加上聚乙烯无法被任何生物降解,随着时间无可避免出现微塑料问题。”

另外,中国的国家标准要求农用地膜厚度不得小于0.01mm,而发达国家规定厚度在0.02mm以上。孙玮孜认为,地膜愈薄就愈容易碎片化,国家标准颁布前应该研究常用作物的种植范围内,地膜在环境中可以维持多久而不会破碎化,才能有效达到污染防控目的。

讽刺的是,地膜的终极目的是增加农作物产量,如今却变相成了阻力。许正一表示,“当微塑料进入土壤,不但会直接影响蚯蚓、微生物等土壤生态系统,还会间接改变土壤的性质,进而影响植物生长和生活在其中的生物。”

蚯蚓吃塑体型变小


蚯蚓被称为“土壤的生态工程师”,塑料会影响蚯蚓的活性与大小。(路透社)
蚯蚓被称为“土壤的生态工程师”,塑料会影响蚯蚓的活性与大小。(路透社)

2019年,英国科学家的实验研究提供了支持性证据,孙玮孜指出,研究团队以两种塑料做测试,一个是聚乳酸(PLA),一个是高密度聚乙烯(HDPE),结果发现聚乳酸会让黑麦草的种子发芽率减少、抽芽高度降低,而高密度聚乙烯会让蚯蚓的体重下降,土壤也呈现酸性。

许正一说明,土壤酸化会影响化学性和生物性两个层面,细菌是土壤中最大的微生物群,土壤酸化后,细菌的活性和数量会跟着下降,取而代之的是不怕酸的真菌,真菌偏偏是植物病害的主要来源,而当微生物的活性变差,土壤的代谢功能也受到影响,此外,植物也不易吸收土让中的养分。

骨牌效应不止于此,塑料的化学添加剂可能渗入土壤。“有些塑料会添加塑化剂,让质地变软,有些家具的塑料则会加入阻燃剂,塑化剂和阻燃剂都是荷尔蒙干扰素。”孙玮孜点出潜在风险,“此外,塑料本身属于亲油性物质,进入河水或海洋当中,塑料会吸附同属亲油性的有机污染物,当它经由各种方式回到土地上,自然把这些毒素释放出来。”

中国的土壤重金属污染严重,微塑料也可能吸附重金属。许正一表示,有些微塑料的粒径小到可以携带电荷,这些电荷为负电,而暴露在环境中的重金属通常是带正电,因此微塑料可能吸附重金属,不过,相较土壤重金属污染,微塑料吸附重金属的影响应该较小。

长江吞下高剂量塑料


长江的微塑料含量高居全球河流之冠,灌溉水也注入风险。(法新社)
长江的微塑料含量高居全球河流之冠,灌溉水也注入风险。(法新社)

灌溉用水也是土壤和植物塑料污染的主要来源之一,许正一认为,灌溉水可能来自民生废水或是河川上游污染区,虽然灌溉水订有水质标准,但目前并未针对微塑料等新兴污染物质做检测。以国际调查报告来看,全球河流的微塑料含量排名,长江、印度河、黄河、海河名列前四名,中国耕地面临的微塑料威胁尤其突出。

“华东以南的主食是水稻,水稻需要大量灌溉水,透过水源传递微塑料,影响层面很大。”许正一分析,“除了灌溉水,中国仍在使用污水处理后的水和污泥,这些都是微塑料可能的来源。”

华东师范大学曾经调查长江的微塑料污染情形,长江口水表面漂浮的微塑料丰度达4137.3±2461.5个/m3,长江流经的重庆至宜昌江段,水体中发现微塑料丰度为4703±2816个/m3。“这可能间接种下植物含塑风险。”孙玮孜认为,“长江流域幅员广大,上游存在塑料废弃物不当处置,塑料垃圾进入河流,农地引水灌溉后,微塑料就会进入土壤当中,一旦粒径够小,可能经由植物根系孔洞而吸收。”

当农地和作物不断浮现微塑料危患,“塑料蔬果”风暴一触即发,污染防控迫在眉梢。许正一表示,现阶段要从科学面建立完整资料,因为目前调查研究仍然不足,甚至研究方法不够成熟,而对消费者来说,要什么东西都吃、分散风险,不要让机率变高。

孙玮孜认为,有了科学研究基础后,接下来要设法减少土壤和灌溉水中的微塑料,目前科学家正在研究移除微塑料的方法,有人将油混入铁粉中,再混拌调入水的土壤,土壤中的微塑料就会吸附在含油的铁粉上,最后再以磁铁进行分离,当然这只是初始的研究,未来有待研发出更简单、更大量化的移除技术。

中国人巴望微塑料从餐桌消失,这下是漫漫长路了。

撰稿:麦小田 责编:许书婷

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