塑料污染在全球范围内广泛存在,既包括海滩、路边和露天垃圾场等可见废弃物,也包括以微小颗粒形式出现、难以直接观察的污染。相关颗粒已在珠穆朗玛峰顶、马里亚纳海沟深处、云层、建筑物以及水源、食物中被发现,并在血液和大脑等人体组织中检出。研究人员表示,几乎所有生态系统以及人类自身都受到塑料污染影响,且在开展监测时往往“总能找到塑料”。
塑料废弃物的一个突出特点是会不断碎裂成更小颗粒,但不会真正消失。颗粒来源包括每年全球排放的5200万吨塑料废弃物,以及轮胎、衣物等日常用品在使用过程中的磨损,个人护理产品也被列为来源之一。按尺寸划分,5毫米至1微米之间的颗粒通常被归为微塑料,小于1微米的颗粒则被称为纳米塑料。洛桑联邦理工学院(EPFL)中央环境实验室负责人弗洛里安·布赖德(Florian Breider)指出,纳米塑料几乎无法去除,即便在拥有先进水净化系统的欧洲也是如此;在暴雨等情况下,水处理设施可能超负荷运行,部分雨水会被引流并直接排放到环境中。
布赖德表示,人们可能在日常生活中无意摄入纳米塑料,例如进食生菜、饮水、使用塑料衬里的纸杯饮用咖啡,或食用在塑料容器中加热的食品;空气中同样含有纳米塑料。他指出,颗粒大小决定其在生物体内的行为:纳米塑料可能深入某些生物体内,穿过细胞壁并滞留在肌肉中,而微塑料更倾向于在消化道或呼吸道中积累。
在评估风险方面,布赖德称,衡量塑料污染对生态系统和人类的影响“非常困难”,原因在于变量众多且相互交织:塑料聚合物种类繁多且可能混合使用,制造过程中还会加入多种添加剂;此外,聚合物降解与转化会产生大量代谢物和副产物,进一步增加可能组合的数量。
研究人员将塑料污染视为一种化学污染问题。除聚合物本身外,塑料中常含有用于着色、改善质地、延缓老化或增强柔韧性的添加剂,例如邻苯二甲酸盐。布赖德表示,这些化学物质一旦进入环境或生物体内,往往会从塑料基体中释放并扩散;部分邻苯二甲酸盐已被认为是内分泌干扰物。用于防止紫外线降解的抗氧化剂本身未必有毒,但其代谢产物可能具有毒性。

他同时指出,产品标签信息可能不完整且监管相对宽松,导致添加剂识别工作在一定程度上落到科研人员身上。由于来源多样、用途广泛、聚合物与添加剂体系复杂,且对相关化学物质在环境中的行为与寿命了解有限,研究工作面临较高难度。
在研究路径上,布赖德表示,现阶段研究往往只能在明确情境下开展高度针对性的工作,结果可能不够明确且难以推广;同时,由于人群还暴露于多种其他因素,研究通常难以建立直接因果关系。人体研究的复杂性更高,原因包括可用样本有限,以及用于鱼类等生物的分析方法无法直接套用于人类。他强调,缺乏基线数据或参考点也是限制因素之一,因此开发测量技术并制定符合伦理的研究策略尤为重要。
尽管存在限制,相关研究仍在推进。布赖德团队正研究塑料经呼吸道的吸收过程,并与瑞士应用人体毒理学中心合作,调查进入肺部的塑料及其添加剂如何代谢以及对肺组织的影响。该研究以体外方式开展,以减少伦理限制并降低招募研究参与者的难度。
轮胎磨损颗粒被认为是塑料污染研究中的典型案例。2020年,《科学》杂志发表研究称,美国太平洋西北地区的轮胎磨损颗粒与银鲑急性死亡有关;研究确认,一种名为6PPD-醌的化学物质——用于保护轮胎橡胶免受城市空气臭氧影响的添加剂的氧化产物——对某些生物具有毒性。
布赖德表示,轮胎磨损释放的颗粒长期被忽视,但其占日内瓦湖微塑料的30%,这一比例与全球水平相符。他指出,与包装材料等来源不同,轮胎磨损颗粒会在使用过程中直接大量进入环境。科学家估计,瑞士人均每年排放的轮胎颗粒约为800克至1公斤。这些颗粒不仅存在于城市环境,也在远离道路的高海拔湖泊中被发现,传播途径包括风和暴雨。

在具体研究中,布赖德团队与日内瓦大学合作,分析日内瓦湖沉积物中的轮胎磨损残留物,样本来自LéXPLORE浮动研究平台。该平台由EPFL、洛桑大学、日内瓦大学、瑞士水环境研究所(Eawag)和CARRTEL研究中心联合运营。布赖德介绍,研究提取了自1900年以来瑞士登记车辆数据,并以过去核试验及切尔诺贝利事故作为时间标记,测量沉积物中新轮胎成分浓度随时间的变化,结果显示其变化与道路车辆数量存在显著相关。
在政策与产业层面,布赖德称,轮胎磨损污染涉及人类对相关化学物质的广泛暴露,但健康影响仍未完全明确。《科学》研究发表后,瑞士联邦委员会于2023年发布报告,认为需要进一步了解对环境和人类健康的风险,并必须寻找限制轮胎磨损颗粒影响的解决方案。制造商正在寻找替代方案,但尚未找到合适选项。布赖德表示,关键在于在不改变轮胎性能的前提下调整配方,同时确保新方案不会带来更严重问题。
他还提到,轮胎污染在不同地区呈现不同情境:在发达国家,污染主要来自使用过程中的颗粒排放;而废旧轮胎常被送往非洲,先用于汽车,随后在不适合上路后被制成凉鞋或其他手工制品,部分旧轮胎也会被倾倒在露天垃圾场。在越南,二轮车旧轮胎被用作牡蛎养殖场的混凝土基底替代品。
此外,布赖德提到,EPFL与瑞士联邦食品安全与兽医办公室(FSVO)在2025年的一项研究发现,轮胎添加剂会进入并通过食物链传递。
