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塑胶不需要加热刺激,《自然》:接触水就可能产生自由基

2026-10-14 寰宇科学

塑胶制品广泛存在于日常生活,从食品容器、饮水瓶到包装材料,过去普遍认为塑胶在一般环境下相对稳定,但最新研究颠覆这项 认知。美国哥伦比亚大学科学家发现,常见塑胶即使没有受到阳光照射或高温刺激,只要以微小颗粒形式接触水,就可能持续产生具有破坏性的自由基,进而损伤蛋白质与细胞。

六种常见塑胶碰水都会产生自由基

研究团队测试六种常见塑胶,包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及亚克力,发现这些塑胶颗粒接触水后,都会产生具有高度化学活性的“氢氧自由基”(HydroxylRadical)。

氢氧自由基属于活性氧的一种,可能攻击蛋白质、细胞膜及其他生物分子,造成氧化损伤。研究人员将聚苯乙烯颗粒加入含有甲基 橙染料的水中,甲基橙是一种常用于化学实验的人工染料,可用来观察有机分子是否受到破坏。十天后,近90%的染料遭到分解,但在 乙醇等其他液体中,却没有出现相同现象,显示水本身就是促成化学反应的重要因素。

研究也发现,塑胶表面越疏水,也就是越不容易被水沾湿,产生自由基的能力越强。其中,聚乙烯与聚丙烯的反应最明显,丙烯酸 树脂,俗称亚克力树脂则相对较弱。

微塑胶越细小潜在危害越大

研究团队进一步利用老鼠红血球进行实验,发现部分红血球接触塑胶颗粒后出现破裂,蛋白质也产生异常聚集。当研究人员加入能中和氢氧自由基的物质后,蛋白质受损情况明显减轻,显示自由基可能是造成伤害的重要原因。

值得注意的是,塑胶碎裂成微塑胶后,总表面积会大幅增加。研究人员估计,如果将一张塑胶信用卡磨成直径约一微米的颗粒,总 表面积可能增加超过2,000倍,代表更多塑胶表面能与水接触并参与化学反应。

不过,研究仍处于实验室阶段,使用的是纯净塑胶粉末与体外老鼠血球,尚未证实这些自由基会在人体内以相同程度产生,也无法 直接推论日常使用塑胶容器就会造成细胞伤害。

研究主持人、哥伦比亚大学化学教授指出,这项发现提供微塑胶可能伤害生物组织的新化学解释。虽然人体健康风险仍待理清,但 民众可先避免使用塑胶容器加热食物,优先选择玻璃或不锈钢容器,并减少不必要的一次性塑胶用品。

研究团队接下来将研究塑胶颗粒表面的化学反应,是否会在塑胶颗粒进入细胞之前就损伤附近的细胞膜和其他分子,并测试更接近 生物体内的环境条件会如何改变这种反应。研究成果未来也可能协助科学家重新设计危害较低的塑胶材料。该研究已发表于《自然》期刊。