我們活在塑膠紀元
如果從1862年Parkesine被發明出來算起,塑膠在地球上的歷史已超過160年。塑膠擁有以下數種優點,使其從其它材料中脫穎而出,成為工業新寵兒:
- 高強度重量比。
- 剛度、韌性和延展性。
- 耐腐蝕性。
- 生物惰性。
- 隔熱 / 電絕緣。
- 出色的耐用性。
- 使用壽命長,成本相對較低。
於是從20世紀中葉開始,塑膠開始被人類大量生產、使用,直到今日,塑膠生產量已達到每年4億噸,預測到了2050年,這個年生產量更將達到11億噸,接近3倍。塑膠儼然已成為地球上幾乎所有人生活中不可或缺的部份,從開發中國家到已開發國家,恐怕除了叢林裡的原始部落之外,只要有人類活動的地方就會有塑膠產品。
更糟糕的是由於全球線性經濟的模式,我們幾乎沒有將塑膠循環利用或再生(截至目前累計全球塑膠的回收率不到10%),以致於塑膠廢棄物產生的速度和規模,與其生產量一致,塑膠垃圾也正在以可怕的量能流入環境和海洋之中、造成巨大污染。
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大量的塑膠廢棄物碎解成塑膠微粒後充斥地球表面,因其生物惰性而可長久存在,也透過沉澱成為地層(包括海底)結構的一部分,未來人類(假如還沒因環境污染而滅亡)若根據地層考古的特徵來形容20到21世紀的話,恐怕會被稱為「塑膠紀元」吧。
這並不是什麼值得光榮的事,因為我們已經知道塑膠是造成全球環境污染、資源耗竭的一大元兇,而塑膠給人類帶來的健康風險,更是隨著塑膠生產、廢棄和污染環境的規模,一併急速擴大。本篇就來談談,塑膠會有哪些健康風險。
幾乎所有塑膠製品都是用塑膠原料,簡稱塑料來塑型而成,塑料就是各種塑膠物品的基本構成。塑料的形狀有顆粒狀、纖維、泡沫、不規則碎形……等。塑料包含兩個部份:
- 塑料的本體是由塑膠的單體,如乙烯或丙稀,聚合而成的聚合物。
- 化學添加物,例如用作塑化劑的鄰苯二甲酸酯、或是染色用的重金屬。
要更了解塑料的成份和製造過程,可參考千變萬化的塑膠。塑料本身是聚合物,通常是生物惰性,也就是不容易與有機物起反應,但是塑膠在使用與廢棄後的階段,會因受到外力而慢慢崩解、釋放出微小的塑膠微粒,通稱「微塑膠」。
微塑膠對人類健康影響的研究雖然尚未成熟,但不可小覷,因為已有充足的證據顯示,微塑膠已充斥我們的環境中、甚至生物和人體內。
另外塑膠產品中、包含製造過程會使用到的那些化學添加物質,更是一群早就被證實會危害人類健康的隱形殺手。要了解塑膠對人類健康的影響,就要分別從「微塑膠」和「化學添加物」這兩個面向去討論。
塑膠變成微塑膠,空氣污染的正規軍
塑膠產品在使用中、或成為廢棄物後流入自然環境,會受到一些外力影響,例如UV日照、高溫、高壓或是具有腐蝕性的液體,逐漸分解並釋放出尺寸小於5mm的碎粒,一般俗稱為微塑膠(microplastic),其中也包括小於0.1nm的奈米塑膠粒。當塑膠微粒分解到粒徑小於10nm、2.5nm或是0.1nm的微粒,其實就跟其它物質所構成的微粒一樣,都是存在環境中的微粒大軍中的一份子,也就是我們常聽到的PM10和PM2.5。這些微粒污染空氣、水、土地和食物,並由多種管道接觸並進入人體。
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目前有一些研究微塑膠對細胞、類器官和動物等實驗模型的毒性作用,發現微塑膠會造成氧化壓力、 DNA損傷、器官功能障礙、代謝紊亂、免疫反應、神經毒性以及生殖和發育毒性。另外在流行病學的研究中,也發現多種慢性疾病可能與微塑膠暴露有關,例如與職業相關的慢性肺病。
不過以現有的研究資料為根據,微塑膠在危害人體健康中所扮演的角色,比較多還是作為PM2.5的重要來源而形成空氣污染。吸入性PM的研究證實對人類健康具危害性;透過發炎機制,是慢性病重要致因之一。因慢性病導致全球每年除700萬死亡之外,還有不健康的生活品質和高昂的醫療花費。
除了微塑膠,PM2.5也有其它來源,例如自然界中本來就會有的土壤與道路灰塵、火山塵顆粒和野火顆粒、海噴霧氣溶膠,或是來自人為的柴油、汽油和煤炭燃燒、重工業的高溫燃燒、肥料及畜牧業和揮發性有機化合物。來自這些來源的PM2.5,其中成份也不乏危險化學物質,如重金屬的砷、鉛,或是苯、甲醛、四氯乙烯……等。人體短期或是長期暴露於PM2.5會對健康造成多種影響,如以下表格:
暴露 |
系統 |
對健康的影響 |
短期 |
心血管 |
有心血管風險的人心肌梗塞和缺血的發生率增加心臟衰竭惡化,中風發生率增加。 |
呼吸系統 |
心律不整的發生率增加、深部靜脈血栓發生率增加、喘息增加 、氣喘惡化、慢性阻塞性肺病惡化、細支氣管炎和其他呼吸道感染急診就診率增加。 |
|
長期
|
心血管 |
心肌梗塞發生率增加、動脈粥狀硬化加速發展、血液凝固性增加。 |
呼吸系統 |
全身發炎標記增加、肺炎發生率增加、肺癌發生率增加、兒童肺部發育受損、新氣喘的發展。 |
|
生殖 |
早產發生率增加、低出生體重發生率增加。 |
|
腦 |
阿茲海默症的風險增加、帕金森氏症的風險增加、神經退化性疾病的風險增加。 |
PM2.5會提高幾種疾病的死亡率,如中風、心臟病、慢性阻塞性肺臟疾病 ( COPD)、肺癌和急性呼吸道感染。而在2020年一份中國的研究,也發現PM的濃度跟COVID-19(新冠肺炎)的致死率提高有關。據估計,空氣污染每年導致全球700萬人死亡,而世衛組織數據顯示,全球幾乎所有人口(90%)呼吸的空氣都超過了世衛組織指導限值。
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真正的隱形殺手:塑膠的化學物質
前面說到塑膠影響人體健康的兩大因素,一個是微塑膠會形成PM污染空氣、水、土地和食物;另一個更令人心驚膽跳的危險因子,就是塑膠製造過程中,那些為數眾多的化學添加物質。根據聯合國2023年的技術報告:與塑膠生產有關的化學物質高達1萬3000多種,其中有3200多種具有一種或多種需被高度關注的危險特性,意即這些化學物質會對環境或人類健康造成重大影響。
會有這麼多種化學物質使用在塑膠產品製造,是因為這些化學添加物質不管對於製程或是塑膠產品的耐用、方便、美觀等各種優點特性都有舉足輕重的貢獻。化學添加物的功能諸如塑化劑、阻燃劑、紫外線穩定劑、色料、殺菌劑、抗氧化劑、填充劑、安定劑、催化劑、交聯劑、潤滑劑……等等。可以說許多塑膠產品要是少了這些化學添加物,也許就根本無法發揮功用,變得一文不值了。
相對微塑膠對人體健康的影響,可能還屬於研究起步階段,人類對這些化學物質的危險性研究倒是約從2000年開始大量投入增加。
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有一些惡名昭彰的化學物質,大家多少都有聽過,包括多氯聯苯(PCBs)、鄰苯二甲酸鹽( phthalates )、雙酚( bisphenols )、多環芳香烴(PAHs)、全氟/多氟烷基物質(PFAS)以及重金屬……等等。這些化學物質會出名,多半是因為在世界上某地(或各地)曾爆出大規模污染事件,才使得人類開始警覺、醫藥學界開始研究它們對人體的影響。換言之,我們對於這些化學物質的毒理上、或病理上的知識,不知有多少是用許多污染受害者的健康犧牲、甚至是以命換來的。
根據這些化學添加物質的危害特性,大多可以歸類為內分泌干擾物質(Endocrine-Disrupting Chemicals, EDCs),也就是大名鼎鼎的環境荷爾蒙。這兩個名稱顧名思義,其實都在描述同一件事:這些化學物質並非人體自然生成、而是來自外在環境,但因為它們能夠模擬人體內分泌物質(荷爾蒙)的功能,所以會干擾內分泌系統的運作,長期造成內分泌失調進而引發各種疾病。舉例來說:含有酚類的部分被視為可以模仿天然類固醇激素、作為類似物或拮抗劑與類固醇激素受體相互作用;有幾類內分泌干擾物質具有雄激素或抗雄激素功效、或可刺激或抗衡甲狀腺激素受體。
以下列出一些常見的內分泌干擾物質(環境荷爾蒙)和日常生活中的來源:
來源 |
內分泌干擾物質(環境荷爾蒙) |
農藥 |
DDT 、毒死蜱、阿特拉津、 2,4-D 、嘉磷塞 |
兒童產品 |
鉛、鄰苯二甲酸鹽、鎘 |
工業溶劑或潤滑劑及其副產品 |
多氯聯苯 ( PCB )和 戴奧辛 |
塑膠和食品儲存材料 |
雙酚A(BPA) 、鄰苯二甲酸鹽、苯酚 |
電子和建築材料 |
溴化火焰、阻燃劑、多氯聯苯 |
個人護理產品,醫療管材 |
鄰苯二甲酸鹽、對羥基苯甲酸酯 |
抗菌劑 |
三氯沙 |
紡織品、服裝 |
全氟/多氟烷基物質(PFAS) |
以鄰苯二甲酸鹽(Phthalates)為例,也許要講塑化劑大家會比較熟悉。低分子量鄰苯二甲酸酯過去被用作增塑劑(塑化劑),有助於提高塑膠的靈活性和耐用性,例如聚氯乙烯(PVC)。美國、歐盟和許多其他國家已用高分子量的鄰苯二甲酸鹽來取代低分子量鄰苯二甲酸鹽。鄰苯二甲酸鹽與男性生育能力和兒童發育問題有關,它們會模仿雌激素的作用,除了其他機制之外,會抑制男性荷爾蒙睪固酮的產生。曾暴露於較高劑量的鄰苯二甲酸鹽的女性,在需要接受人工受精時的成功率較低。另外子宮內膜異位症被認為是與生物體液中高濃度的鄰苯二甲酸酯代謝物和雙酚A代謝物有關的疾病之一。
多種內分泌干擾物與人體代謝異常、及代謝異常引發的疾病相關,例如鄰苯二甲酸鹽與糖尿病、胰島素抗組;雙酚A與糖尿病、肝異常;全氟/多氟烷基物質(PFAS)與膽固醇升高;溴化阻燃劑(PBDE)、戴奧辛(Dioxins)都與糖尿病、代謝症候群。另外在動物實驗中發現:有機錫(Organotins)與脂肪增生有關;烷基酚(十烷基苯酚 )與蛋白質表現增加有關。
食品包裝中使用的全氟/多氟烷基物質(PFAS)、鄰苯二甲酸鹽和其他化學物質會滲入我們的食品中。研究發現,食品中與食品包裝相關的化學物質含量比農藥殘留量高出100倍。光是在歐盟,消費者在短短一年內就使用了超過1.13兆件食品和飲料包裝,其中大部分是塑膠。全氟/多氟烷基物質(PFAS)被稱為「永久性化學物質」,會存在高密度聚乙烯 (HDPE) 塑膠容器中,污染內涵的液體,包括殺蟲劑、與食物。
人人都能、人人都需要,阻止塑膠污染
那麼要如何防範、進一步杜絕塑膠污染產生的健康風險呢?首先從個人層面說起,我們可以盡量避免從哪些管道接觸環境荷爾蒙,第一件事便是熟悉哪些日常用品可能含有環境荷爾蒙,以下列舉一些範例:
- 含有雙酚A(BPA)的產品範例:衛生紙 、 信封、塑膠瓶、 印表機墨水、食品罐頭、 加工食品、玩具 、手機、補牙材質、CD 、 DVD 、醫療器材塗料。
- 含有鄰苯二甲酸鹽的產品範例:黏合劑、肥皂、洗滌劑 、洗髮精、潤滑油、 乳液、藥品 、指甲油、溶劑、塑料、地板 、醫療器材。
- 含有全氟/多氟烷基物質(PFAS)的產品範例:潤滑劑 、披薩盒、油漆、洗髮精、化妝品、 牙線、消防泡沫、 指甲油、食品包裝、紙和容器、不沾炊具、微波爐、爆米花袋 、地毯、紡織品。
然而這些有害化學物質的種類多如繁星(記得前面說的3200多種高度關注化學物質嗎?),可能含有的產品也是包山包海,要靠每個個人去熟記這些知識,說真的也太困難了。所以連聯合國的報告也建議商品資訊的透明十分重要:製造商需揭露塑膠產品於製程、與各種使用模式下可能釋放的所有化學物質與其數量。一旦製造商充分揭露塑膠產品於製程中所使用的化學物質,主管機關能更妥善地評估暴露與風險,制定以科學為基礎的管理決策;回收業者能辨識塑膠廢棄物中的危害化學物質,從而減輕職業暴露並防止回收產品的交叉污染;企業和消費者對其購買或使用的產品做出知情(informed)的決定與選擇。
除了主動要求商品資訊必須充分揭露,個人也可以藉由改變一些生活習慣來避免接觸這些化學物質,例如:用微波爐加熱食物時,避免用塑膠容器;選擇無味的個人護理產品和清潔劑;更換舊的不沾鍋、以較新的陶瓷鍋代替。以上這些預防措施對已懷孕或計劃生育的婦女尤其重要。另外洗菜時,沖洗、超音波、(可食用性)洗滌劑皆可清除葉面上的微塑膠,而洗除效果以洗滌劑最好。
法規方面,政府對這些化學品的使用多少有立法禁限制,但通常是在熟知這些些化學品的危害之後才做出行動,相對這些化學物質污染環境的程度,為時已晚。例如最早的多氯聯苯是一種強效致癌化合物(如子宮內膜癌),也是持久性的內分泌干擾物質。
美國聯邦法律1977年禁止其生產,1979年環境部禁止使用。而聯合國環境規劃署在2001年5月才禁止。台灣於1988年6月公告為毒性化學物質,禁止製造、輸入及販賣,並管制使用,且規定已使用於食品之多氯聯苯設備須於公告後3個月更換原料。儘管這些禁制令已實施幾十個年頭,卻因更早之前在1960年代多氯聯苯被廣泛用於工業和消費品,使得至今仍然在許多生物和環境樣本中,發現多氯聯苯殘留。
除了立法的進度跟不上化學物質被使用並污染環境的速度,另一個漏洞是對於健康風險的研究也跟不上替代化學物質的發明速度。例如雙酚A(BPA):在進入 21世紀的第一個十年中,經過廣泛研究與這種化學物質相關的有害健康後果後,美國食品藥物管理局(Food and Drug Administration)被敦促禁止雙酚A產品。
然而隨後發明出來的替代化學品BPF 、BPS和BPB卻尚未受管制,它們與雙酚A是類似化學結構物,所以也可能會具有相似的功效。另一個例子是PFAS(全氟/多氟烷基物質),PFAS是一個包含超過1萬2000多種化學物質的大家族,家族成員有共通的化學結構,也大多表現出環境荷爾蒙的特性。但對健康風險的研究卻只有針對少數PFAS物質,如PFOA和PFOS,這兩種物質的生產在世界上大部分地區已被禁止,但PFOA的替代品:GenX和PFBS已證實具有與PFOA相當的毒性,禁限制的程度卻還遠遠比不上PFOA,更遑論其他10000多種研究資料寥寥可數PFAS家族成員。
我們人類研究管制這些化學物質的態度,必須符合預警原則(precautionary principle),否則只能一直追著人造化學品的發展,連車尾燈都看不到,而這中間犧牲的當然是健康風險和環境污染。
最後回過頭來說:要改變企業、改變政府政策、改變這個世界的經濟模式,首先還是需要每個人的觀念轉變。要認識、並擁抱健康一體(One Health)的大概念:認識到人類、動物和環境健康的相互依存關係;使用系統思維從整體上處理健康問題和機會;在人類、動物和環境健康從業者中組建跨學科 團隊;促進跨人類、動物、環境健康和其他相關學科的不同選區代表之間的溝通與合作。
針對塑膠,個人最優先還是要從源頭減塑開始做起:避免使用一次性塑膠產品、盡量使用可重複使用的器具;就算要推動循環經濟,也必須減少塑膠,因為微塑膠和有害的化學物質會隨著塑膠產品在一次又一次的循環中慢慢累積到環境。
以健康一體的觀念為根本基礎,進而實踐各種減塑行動。
※本文轉載自看守台灣協會〈塑膠與人類健康〉,本文原刊於2024年1月4日。