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FESE综述 | 目前微(纳米)塑料的研究数据可靠吗?
访问数量:188发布时间:2023-03-27



提    要


食品中微塑料和纳米塑料的研究数据已作为重要参考被广泛应用于人体健康风险评估,但相关数据的可靠性尚不清楚。本文对71条数据记录进行了质量评估,发现96%的数据记录的质量不可靠,从而可能导致对微(纳米)塑料赋存情况的错误估计。此外,食品中与毒理学研究中的微(纳米)塑料的特征存在显著差异,从而可能影响健康风险评估的准确性。因此,利用现有的微(纳米)塑料赋存数据评估其对人体健康风险需进行策略调整。

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图1 摘要图




研 究 概 览


本文回顾了已有文献中微(纳米)塑料在加工与非加工食品中赋存状况,通过对采样、样品污染防控、样品处理、微(纳米)塑料检测等环节构建10项评估标准(每项标准0~2分,分值越高,可靠性越高),对71条数据记录进行了质量评估。

图片食品中微(纳米)塑料的研究数据可靠吗?

评估结果发现,71条数据记录中,只有3条数据记录在所有标准中得2分或1分(说明数据质量可靠),且这3条数据记录均来自贝类中微塑料赋存的研究;96%的数据记录至少在一个标准中得0分(表示数据质量不可靠),表明这些数据记录的研究方法需要完善一些分析食盐、瓶装水、啤酒、蜂蜜、糖、水果和蔬菜中微(纳米)塑料的数据记录在6项标准中得0分,表明相关研究的数据质量极不可靠(图2)。

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图2 加工食品(a)和非加工食品(b)中微(纳米)塑料研究数据在10项标准中的得分

71条数据记录在单项标准中得分的平均值显示,样品污染防控的3项标准的平均得分均大于1.10,而样品量(0.86分)、样品规范保存(0.59分)和阳性对照(0.28分)中平均分较低(图3)。58条数据记录未设置阳性对照来验证微(纳米)塑料提取方法的有效性,这可能会导致对样品丰度的低估。从食品样品中提取微(纳米)塑料过程中,消解、浮选等处理可能造成微(纳米)塑料的丢失或者破坏。阳性对照可以验证消解方法是否有效提取样品中的微(纳米)塑料。此外,非加工食品的数据质量的可靠性高于加工食品,可能因为非加工食品中微(纳米)塑料的研究方法较为系统。

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图3 加工食品和非加工食品中微(纳米)塑料研究在10个标准中的单项平均得分


基于以上数据质量评估结果,食品中微(纳米)塑料的研究需要在采样(样品采集和保存)、污染防控(实验室条件和阴性对照)、样品处理(消解方法、浮选方法和阳性对照)和微(纳米)塑料表征(聚合物鉴定方法)方面进一步标准化。针对食品中微(纳米)塑料分析步骤和方法,本文提出质保/质控方案如图4所示

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图4 食品中微(纳米)塑料研究的质保/质控方案

图片食品研究 vs. 毒理学研究

食品中微(纳米)塑料的丰度对于评估人类通过饮食对微(纳米)塑料的摄入量至关重要。数据记录中微(纳米)塑料的回收率在30%~140%之间(图5a),其中4个数据记录的回收率<80%回收率过低或缺乏阳性对照可能导致微(纳米)塑料丰度被错误估计。83%的数据记录使用红外或拉曼光谱对微塑料进行了聚合物鉴定,鉴定的颗粒数占比为4.40%~100%(图5b),仅对部分(或少数)样品利用红外或拉曼技术进行聚合物鉴定,可能导致分析结果缺乏代表性。仅29条数据记录明确了非塑料颗粒或未识别颗粒的占比(范围为3.50%~96.49%)(图5c)。因此,由于缺乏阳性对照、聚合物鉴定不充分等原因,基于现有数据难以准确估算人体对食品中微(纳米)塑料的摄入量。

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图5 食品研究中微(纳米)塑料的回收率(a)、聚合物鉴定颗粒的百分比(b)和非塑料/未识别的颗粒的百分比(c)

食品中的微(纳米)塑料与毒理学研究中的微(纳米)塑料存在明显不同的特征。食品中主要的聚合物类型PEpolyethylene)、PETpolyethylene terephthalate)和PPpolypropylene),而毒理学主要使用PSpolystyrene)来评估微(纳米)塑料的毒性效应(图6a。毒理学研究中使用的微塑料粒径通常小于20 μm,而食品中的MPs粒径则基本大于20 μm(图6b形态上,毒理学研究中使用的微塑料主要为微珠,而食品中的微塑料主要是纤维、碎片和薄膜形状(图6c)。因此,需要进一步研究大尺寸微塑料的毒性效应,实现对食品中微塑料健康风险的准确评估食品中不规则形状的微塑料对人体组织或细胞的物理损伤远大于微珠,使用微珠可能会低估微(纳米)塑料的人体健康风险

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图6 毒理学研究和食品中的微(纳米)塑料在聚合物类型(a)、粒径(b)和形状(c)方面的差异



编 者 按


本研究完善了食品中微(纳米)塑料研究的数据质量评估标准,评估了相关研究的数据质量,针对食品中微(纳米)塑料研究的主要步骤和方法提出了相应的质保/质控方案。根据数据质量的可靠性和食品中微(纳米)塑料特征与毒理学中的差异,分析了微(纳米)塑料人体健康风险评估的不确定性。研究结论对准确评估食品中微(纳米)塑料的健康风险具有重要参考价值。


文稿 | 赵莎莎,中国海洋大学

编者 | 霍正洋,中国人民大学,FESE青年编委

审校 | 张   姣


本文内容来自FESE期刊2023年第17卷第8期发表的Review文章 “Data quality assessment for studies investigating microplastics and nanoplastics in food products: Are current data reliable?”。通讯作者为中国海洋大学赵莎莎博士和李锋民教授。

引用格式:Lihua Pang, Qianhui Lin, Shasha Zhao, Hao Zheng, Chenguang Li, Jing Zhang, Cuizhu Sun, Lingyun Chen, Fengmin Li. Data quality assessment for studies investigating microplastics and nanoplastics in food products: Are current data reliable?. Front. Environ. Sci. Eng., 2023, 17(8): 94

本文来源:公众号《FESE Message》

原文链接:FESE综述 | 目前微(纳米)塑料的研究数据可靠吗?