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题图 | Unsplash

撰文 | 宋文法

塑料一直被视为惰性材料，其在日常环境下的耐久性、耐化学性是其广泛应用的基础。然而，当塑料分解成微塑料和纳米塑料颗粒后，却发生了根本变化，大量研究显示，微塑料具有生物损伤效应，与生殖损伤、心血管疾病、炎症性疾病、癌症等密切相关。

那么，看似惰性的塑料，为何在成为微塑料后变得有害？

2026年10月14日，哥伦比亚大学科研团队在"Nature"期刊上发表了一篇题为" Intrinsic physicochemical activity at microplastic-water interfaces "的研究论文。

这项研究颠覆性发现，塑料并非惰性，微塑料遇水可自发产生有害的羟基自由基，且与界面的疏水性和静电密切相关，从而造成细胞损伤，这或许解释了微塑料如何损伤细胞和健康。

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图源：参考文献

在这项研究中，研究团队采用电子自旋共振、荧光探针等多种技术，分析了聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等常见塑料的微塑料-水界面。

结果发现，微塑料遇水后，可在微塑料-水界面自发持续产生羟基自由基，且这一现象普遍存在于聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等各类常见塑料中，但在乙醇、甲醇等有机溶剂中未发生该现象。

此外，活性强弱与材料疏水性高度相，疏水性越强的塑料，界面产生的自由基越多，其中聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）表现出最强的界面活性。

机制研究表明，疏水微塑料-水界面处，大量氢氧根离子（OH-）处于溶剂化不完全的欠配位状态，同时界面会形成强局域静电场，大幅降低了氢氧根离子电离产生羟基自由基的能量门槛，从而促进自由基生成。

接下来，研究团队分析了微塑料-水界面活性对生物分子和细胞的潜在影响，结果显示，带电荷的蛋白质和DNA分子会被吸附富集到微塑料表面，并受到氧化损伤，可造成小鼠红细胞破裂变形。此外，疏水更强的微塑料表面生物分子富集效应更显著。

这表明，微塑料-水界面活性足以造成真实的生物分子和细胞损伤，且其强弱与材料疏水性一致，为微塑料损伤细胞提供了新解释。

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图源：参考文献

研究团队表示，一般认为微塑料的毒性主要来自其携带的添加剂或污染物，而这项研究表明，使是最纯净的塑料微颗粒，其水界面处就能持续产生自由基，且足以损伤细胞。

综上，这项研究打破了塑料惰性的固有认知，揭示了微塑料-水界面会自发产生具有破坏性的羟基自由基，为微塑料的健康危害提供了新机制。

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参考文献：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-11141-y