食品中微塑料污染现状及防治对策

2021-11-25 15:42孙逸洲
科技信息·学术版 2021年28期
关键词:防治对策食品

孙逸洲

摘要:近年来,我国的综合国力的发展迅速,塑料制品的数量急剧增加,预计到2060年全球的塑料废物将达2.7亿t。塑料废物在自然界中经风化、光照等过程最终分解为塑料碎片,造成微塑料(Microplastics,MPs)污染。微塑料是指直径为1μm~5mm、既不溶于水也不可生物降解的合成聚合物,其化学性质极其稳定,半衰期长达数百年之久,可对环境造成持久性污染。作为一种独立的新型污染物,MPs不同于普通的固体塑料废物,其体积微小,具有极强迁移性,可随着水循环、大气循环在全球范围内传播,也可以被自然界中的生物体摄入累积,最终通过食物链进入人类的日常食品中。MPs可以对生物体诱发细胞毒性和氧化应激反应,造成健康隐患。近年来,MPs在牛奶、食盐、海鲜等食品中被检出引起了各国对食品中MPs污染的关注。目前,中国对于食品中MPs污染的专门防治仍处于空白状态。

关键词:食品;微塑料污染现状;防治对策

引言

已有大量研究报道,微塑料在食品(海产品、食盐、饮用水等)中被检出,且可通过食物链到达人体多个器官,继而引发累积毒性和联合毒性。食品中微塑料污染可能来源于原材料及包装材料污染。现代加工食品普遍使用塑料包装,Hernandez等发现当饮用塑料材质的袋泡茶时,潜在摄入的微塑料水平远远高于其他食品。Koelmans等推测在饮用水的取样、净化、运输过程中所使用的塑料设备的磨损可能是水样中检测到微塑料颗粒的原因,这些研究均提示了包装材料对食品微塑料暴露风险的影响。准确检测微塑料是开展其环境行为研究的关键,而样品消解又是检测的首要环节。方便面是全球普及、流行的一种食品,但是关于该类加工食品中的微塑料的研究卻少有报道。本文选用当前对环境样品预处理中常见消解方法分别对方便面面的内容物进行消解,通过消化率、膜堵塞率、回收率及对塑料的影响等方面开展消解效果评价,以期找到适宜消解方便面内各种物质的消解方式,为食品微塑料分析标准化方法的建立提供参考。

1食品中微塑料对人体的危害

目前,人类接触MPs的渠道包括3种:呼吸摄入、皮肤接触、口腔摄入。据估计,每人每年通过食品摄入的MPs可达3.9~5.2万个。受到尺寸、形态、表面性质等因素的影响,MPs被摄入生物体后的吸收和转运情况略有不同。尺寸>150μm的MPs易在肠道中积累,但无法透过肠道渗入其他器官,可随排泄物排出体外;尺寸<150μm的MPs可穿过哺乳动物的肠道屏障进入淋巴系统;尺寸更小的MPs(≤20μm)可深入细胞组织,造成细胞层面上的毒性效应。此外,MPs固有的物理性质还可以诱导肠梗阻造成组织擦伤,导致肠道免疫系统紊乱产生局部炎症。为提升性能,塑料制品在生产过程中被掺入各种有毒添加剂。同时,MPs的疏水性和高表面积使其能够吸附积累持久性污染物,形成毒性集合体,造成“特洛伊木马”效应。不论是添加在塑料中的化学物质还是吸附在MPs表面的持久性污染物,都会随着MPs进入人体发生释放,造成二次伤害。根据添加剂和污染物的种类不同,将其健康威胁列于表2。总体而言,MPs对人体健康造成危害的途径可分为两类:①MPs本身对人体造成的危害;②通过附着多种毒害物质,产生复合毒性效应危害人体健康。但MPs具有惰性,对人体的急性损伤只有在摄入超高剂量时(超载情况)才会发生,所以上述“危害”主要是指持续摄入MPs所造成的“长期危害”。目前,难以确定精确的量化标准或明确的剂量—反应关系来表明MPs对人体的危害,仍需深入探究和相关的风险评估工作。

2加工助剂

加工助剂常用于塑料成型的改善,是一种常见的食品工业添加剂,当食品用塑料产品中加入此类添加剂以后,就会逐渐向食品中溶入,对人体健康产生较大的威胁和危害。调查发现,几乎所有的加工助剂中均含有邻苯二甲酸酯类物质,其属于增塑剂、软化剂,多见于游离态,與塑料基体之间无共价键;如果加入PAEs以后的PVC塑料直接用于食品包装,尤其是油脂、水等液体,就会出现溶出问题;该类物质的分子结构与性激素相似,化学功能上来看类似于雌激素以及抗雄性激素,人们长期食用此类物质包装的食品,可能会导致生殖系统疾病,甚至会引发基因突变,使人罹患癌症。

稳定剂多见于PVC、共聚物等,其中PVC塑料的热稳定性相对较差,如果在低温条件下与HCL直接接触,就会急剧降解、老化或者褪色[6]。实践中为了有效提高其热稳定性,企业会添加一些金属热稳定剂,比如铅、钡等硬脂酸盐,这些物质对人体产生的危害非常大。此外,着色剂也是现代塑料工业中常用的一种颜色改造剂,其可以使塑料制品具有较好的视觉效果。然而,这些着色剂都是经过化工手段合成的,其中含有大量的重金属,长期用于食品包装就会溶入到食品之中,对人体造成严重的危害,甚至致癌。

在复合膜生产中,胶粘剂是不可或缺的材料,目前国内复合包装材料中应用最多的就是双组分聚氨酯胶粘剂,其主要由芳香类异氰酸酯单体构成,一旦水解就会产生二氨基甲苯,这是一种致癌物质,一旦迁移到被包装的食品中,就会危及人体健康。对于荧光增白剂(FWA)而言,也是食品塑料包装产品制造过程中常见的一种材料,其作用在于提高塑料制品的光泽度、白度,对于视觉效果的改善具有显著的作用。然而,FWA进入人体以后,就会与人体蛋白相结合,难以通过正常的新陈代谢将其排出体外,大量积累就会影响人体免疫系统,不利于伤口的愈合,严重时可能会诱发细胞癌变。

3食品包装材料的现状分析

目前用于食品包装的材料最主要的是纸材质和塑料材质,除此之外还有金属材料、玻璃材料、有害材质等等。食品包装中除了塑料包装,占据了另外半壁江山的是纸包装。纸材质比塑料材质要环保许多,随着环保概念的普及,纸材质的包装越来越多,将逐步超过塑料材质的包装,有望成为全球用量最多的包装材料。

3.1纸材质包装

纸的原料来源非常广泛,是由含植物纤维的原材料经过制浆、调制、抄造、加工等工艺流程制成。目前纸材质在食品包装中应用的较多,这主要是因为纸材质的成本比较低,可以减少商家的制造成本。纸材质还具有很多其他材质不具备的优点:一是可回收再利用,符合节能环保的思想。二是纸材质的价格相比较其他材质来说便宜很多,而且在运输过程中十分便捷,可以减少不必要的成本。三是纸材质相比较其他材质更轻薄,容易成型,可以制成很多不同形状,用来适用不同产品。最后由于纸有很多纤维,这些纤维的结构又十分特殊,可以用来包装需要透气不适合密封的产品。以上就是纸材质包装比较常见的一些优点。其中最安全的就是最原始的纸,无毒无害。最早在唐代的时候已经开始用厚纸板去制作简单的包装,比较常见的是拿纸包装药材。这也说明了纸是最安全的。近年来由于包装材料引起的白色污染等环境问题越来越多,很多食物包装开始舍弃塑料包装转用纸材质包装。

3.2塑料材质包装

塑料是以高分子树脂为主要材料,综合各种添加剂而制成的一种材料。塑料包装也具有很多优点,一是透明度好,可以直接看到内装食品,以方便消费者选择。二是塑料材质的加工成本非常低。这是一个很重要的原因,很多商家就是因为便宜才一直使用塑料材质来包装食品。三是可以和其他新加工技术迅速结合,比如能够与表面处理和涂布结合,在塑料的表面做设计,用来宣传产品信息以及吸引消费者。塑料与其他材质相比还具有几个特性,比如大部分塑料都是良好绝缘体,耐高温,质量轻且非常坚固。由于塑料的这些特性,它的出现改變和调整了整个包装材料的结构和布局,塑料材质可以说是除纸材质以外发展最快的材质了。

3.3金属材质包装

食品包装里的金属材质原料主要为铁和铝。金属与纸、塑料、玻璃等材质相比,具有更好的抗冲击能力和稳定性,抗冲击能力能使包装不易破碎,稳定性则能够在长时间里保证产品相对安全。金属包装还具有许多显著的性能和特点:一是具有优良的阻隔性能,不仅可以阻隔气体还可以阻隔光,尤其可以阻隔紫外线,还具有保香功能。二是方便性好,金属材质包装的食品不易破损,携带方便。三是能够很好的装饰表面,可以通过设计、印刷等制成美观的商品形象,用来吸引消费者,促进销售。近年来新型包装材质不断出现,不同材质之间的竞争也十分激烈,有些金属材质的包装已经被塑料或复合材料替代。但由于金属材质这些优良综合性能,它仍然能在包装材质中占据主要地位。

3.4玻璃材质包装

玻璃的原料分为主要原料和辅助原料,主要原料指石英砂、白云石等,辅助原料是三氧化锑、萤石等,两者缺一不可。玻璃材质的优点是,一相比纸材质来说,更加透明,方便消费者从外面直接看到产品。

结语

综上所述,食品用塑料包装质量安全风险管控至关重要,实践中应当不断增大食品安全质量检查力度,加强塑料包装产品制造企业监督,从生产、流通以及存储和消费等全过程入手,各方形成合力,为我国食品行业发展保驾护航。

参考文献

[1]邹亚丹,徐擎擎,张哿,等.6种消解方法对荧光测定生物体内聚苯乙烯微塑料的影响[J].环境科学,2019,40(1)∶496-503.

[2]吕世伟,周德庆,刘楠,等.响应面法优化斑马鱼中微塑料分离、提取的工艺[J].渔业科学进展,2021,42(2)∶87-95.

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