一、引言 材料的發(fā)展標(biāo)志著社會的進(jìn)步,它與資訊、能源并稱現(xiàn)代文明的三大支柱,其中以塑料為代表的合成高分子材料的使用徹底改變了世界面貌,對于人類的生產(chǎn)生活方式產(chǎn)生重要影響。然而,自塑料面世并取得廣泛應(yīng)用以來,環(huán)境問題相伴而生:塑料垃圾難以自然分解,導(dǎo)致固體廢物的增加,若焚化塑料垃圾還會造成嚴(yán)重空氣污染;流入海洋的塑料導(dǎo)致海洋生物誤食、窒息、中毒,嚴(yán)重影響海洋生態(tài);部分塑料在某些條件下或會釋出有害物質(zhì)或“環(huán)境荷爾蒙”(內(nèi)分泌干擾素),危害生物的健康以及生長發(fā)育機能。 圖 1 塑料正威脅著海洋動物的生存 二、塑料的新威脅——“環(huán)境荷爾蒙” 近年來,塑料污染給人類帶來了新的威脅——微塑料和環(huán)境荷爾蒙的產(chǎn)生。微塑料,顧名思義就是微小的塑料顆粒,通常來源于降解后的塑料碎片。2018年科學(xué)家首次在人類糞便中檢測到九種介于50-500微米的塑料顆粒,但微塑料如何進(jìn)入人體目前尚不明確,初步推測可能是通過海洋生物、瓶裝水及食物等“食物鏈”途徑進(jìn)入人體。然而更重要的是,微塑料對人體健康的影響程度以及該影響是否與“閾值”有關(guān)目前更不明確。 眾所周知,人體許多生理活動都依靠體內(nèi)分泌的激素進(jìn)行調(diào)節(jié)。然而,還有許多自然的或者人工合成的外源化合物可以對人體產(chǎn)生類似激素的效果,通常被稱之為環(huán)境荷爾蒙(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs),也被稱為內(nèi)分泌干擾素。環(huán)境荷爾蒙結(jié)構(gòu)類似于人體荷爾蒙,對自然激素的合成、分泌、運輸和功效等產(chǎn)生干擾,進(jìn)而影響人體穩(wěn)態(tài)、生殖、生長發(fā)育等。目前,鄰苯二甲酸酯、多氯聯(lián)苯、二噁英、烷基酚、雙酚A等化學(xué)物質(zhì)已被證實具有環(huán)境荷爾蒙的作用,其中雙酚A正是來源于塑料制品,也是本文需要重點介紹的對象。 圖 2 微塑料(圖片來源于網(wǎng)絡(luò)) 三、雙酚A:聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂的原料 聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)是一種無色透明的無定性熱塑材料,常用于CD/VCD光盤、桶裝水瓶、嬰兒奶瓶、樹脂鏡片、手機外殼等;環(huán)氧樹脂(Epoxy)是一類熱固性塑料,廣泛用于粘著劑、涂料、電路板以及食品與罐裝飲料包裝的內(nèi)層涂料等。它們二者的重要生產(chǎn)原料都是雙酚A(Bisphenol A,BPA)——誕生于1891年的有機化合物。 圖 3 聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu) 雙酚A名字的來歷與它的合成方法密切相關(guān),1891年俄國化學(xué)家Alexander Dianin利用丙酮和兩分子的苯酚在強酸條件下首次合成了該化合物,結(jié)合苯酚的英文單詞和丙酮(Acetone)英文單詞的首字母A,這一化合物被命名為雙酚A(Bisphenol A,BPA)。上世紀(jì)80年代,雙酚A在全世界的產(chǎn)量超過100萬噸,2009年時全世界更是出產(chǎn)了超過220萬噸雙酚A,其中絕大部分被用于生產(chǎn)塑料制品。 圖 4 俄國化學(xué)家Alexander Dianin合成雙酚A的方法 四、雙酚A:雌激素干擾物質(zhì) 事實上,雙酚A引發(fā)的健康問題早在20世紀(jì)30年代就被提出,人們發(fā)現(xiàn)雙酚A可以發(fā)揮雌激素的作用,由此引發(fā)了多個領(lǐng)域的爭論。雙酚A之所以具有雌激素作用,與它的結(jié)構(gòu)密不可分,研究發(fā)現(xiàn)它與人體主要的雌激素雌二醇(Estradiol)具有一定相似性。2012年,美國科研人員進(jìn)行獼猴動物實驗結(jié)果證實雙酚A會影響獼猴雌性后代的生殖系統(tǒng),導(dǎo)致卵細(xì)胞染色體異常。慶幸的是,2008年開始就有政府采取措施將相關(guān)產(chǎn)品下架并尋求其替代物,歐盟和加拿大鑒于嬰幼兒尚在生長發(fā)育階段更易受到影響,因而禁止雙酚A用于生產(chǎn)嬰兒奶瓶。 圖 5 人體主要的雌激素——雌二醇 盡管含雙酚A的材料在食品容器和包裝材料中的應(yīng)用已經(jīng)開始受到限制,但關(guān)于雙酚A的安全性目前仍有很大爭議,一個重要的原因是現(xiàn)有的研究仍然不足以充分證明目前人體內(nèi)低濃度的雙酚A能夠給健康帶來危害。此外,對于限制雙酚A的使用在不同的機構(gòu)和不同的國家仍然存在諸多爭議,由于它仍是一種被廣泛用于制作與人們生活密切相關(guān)的塑料制品的基礎(chǔ)化學(xué)品,因此想要完全限制雙酚A的使用并不是一件容易的事情。 五、結(jié)束語 想要完全明確低濃度的雙酚A對健康的影響,恐怕還需要若干年的時間。這段時間里,含有雙酚A的塑料制品可能仍會在一定程度上被用作食品容器和包裝材料。日常生活中,我們可以通過塑料分類標(biāo)志判斷塑料制品是否含有雙酚A。一般說來,塑膠分類標(biāo)志為1、2、4、5、6的塑料不太可能在生產(chǎn)中與雙酚A接觸,而有一些(不是全部)塑膠分類標(biāo)志為3或7的塑料生產(chǎn)中可能會接觸到雙酚A,因此消費者在選購時可以盡量避開這兩類塑料制品。 圖 6 可能接觸到雙酚A的塑料制品 (PVC:聚氯乙烯;O:其他塑料制品) 隨著研究的不斷深入,未來我們關(guān)于雙酚A對健康的影響將會有更加準(zhǔn)確和全面的認(rèn)識,但這也會不可避免地影響到以雙酚A為原料的聚碳酸酯等高分子材料在我們生活中的應(yīng)用。無論如何,我們都不能否認(rèn)以雙酚A為原料的塑料制品給生活帶來的便利,更不能忽視雙酚A作為環(huán)境荷爾蒙對人類健康造成的潛在威脅,應(yīng)當(dāng)警鐘長鳴。 參考文獻(xiàn)
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