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一、引言 材料的發(fā)展標(biāo)志著社會(huì)的進(jìn)步,它與資訊、能源并稱(chēng)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(duì)于人類(lèi)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(lái),環(huán)境問(wèn)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(huì)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(huì)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(zhǎng)發(fā)育機(jī)能。 圖 1 塑料正威脅著海洋動(dòng)物的生存 二、塑料的新威脅——“環(huán)境荷爾蒙” 近年來(lái),塑料污染給人類(lèi)帶來(lái)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(lái)源于降解后的塑料碎片。2018年科學(xué)家首次在人類(lèi)糞便中檢測(cè)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(cè)可能是通過(guò)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(duì)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(dòng)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(duì)人體產(chǎn)生類(lèi)似激素的效果,通常被稱(chēng)之為環(huán)境荷爾蒙(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs),也被稱(chēng)為內(nèi)分泌干擾素。環(huán)境荷爾蒙結(jié)構(gòu)類(lèi)似于人體荷爾蒙,對(duì)自然激素的合成、分泌、運(yùn)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(zhǎng)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(shí)具有環(huán)境荷爾蒙的作用,其中雙酚A正是來(lái)源于塑料制品,也是本文需要重點(diǎn)介紹的對(duì)象。 圖 2 微塑料(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)) 三、雙酚A:聚碳酸酯和環(huán)氧樹(shù)脂的原料 聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)是一種無(wú)色透明的無(wú)定性熱塑材料,常用于CD/VCD光盤(pán)、桶裝水瓶、嬰兒奶瓶、樹(shù)脂鏡片、手機(jī)外殼等;環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)是一類(lèi)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(jī)化合物。 圖 3 聚碳酸酯和環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu) 雙酚A名字的來(lái)歷與它的合成方法密切相關(guān),1891年俄國(guó)化學(xué)家Alexander Dianin利用丙酮和兩分子的苯酚在強(qiáng)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(guò)100萬(wàn)噸,2009年時(shí)全世界更是出產(chǎn)了超過(guò)220萬(wàn)噸雙酚A,其中絕大部分被用于生產(chǎn)塑料制品。 圖 4 俄國(guó)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(shí)上,雙酚A引發(fā)的健康問(wèn)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(gè)領(lǐng)域的爭(zhēng)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(guó)科研人員進(jìn)行獼猴動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)雙酚A會(huì)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(kāi)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(zhǎng)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(kāi)始受到限制,但關(guān)于雙酚A的安全性目前仍有很大爭(zhēng)議,一個(gè)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(lái)危害。此外,對(duì)于限制雙酚A的使用在不同的機(jī)構(gòu)和不同的國(guó)家仍然存在諸多爭(zhēng)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(yǔ) 想要完全明確低濃度的雙酚A對(duì)健康的影響,恐怕還需要若干年的時(shí)間。這段時(shí)間里,含有雙酚A的塑料制品可能仍會(huì)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(guò)塑料分類(lèi)標(biāo)志判斷塑料制品是否含有雙酚A。一般說(shuō)來(lái),塑膠分類(lèi)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(lèi)標(biāo)志為3或7的塑料生產(chǎn)中可能會(huì)接觸到雙酚A,因此消費(fèi)者在選購(gòu)時(shí)可以盡量避開(kāi)這兩類(lèi)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(lái)我們關(guān)于雙酚A對(duì)健康的影響將會(huì)有更加準(zhǔn)確和全面的認(rèn)識(shí),但這也會(huì)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(wú)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(lái)的便利,更不能忽視雙酚A作為環(huán)境荷爾蒙對(duì)人類(lèi)健康造成的潛在威脅,應(yīng)當(dāng)警鐘長(zhǎng)鳴。 參考文獻(xiàn)
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