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環境荷爾蒙–從限用塑膠袋說起

我們最害怕的不是絕種,而是人類在不知不覺中,慢慢被侵蝕。我們擔心干擾荷爾蒙作用的化學物質將改變人類之所以為人類的行為、智力、組織等能力。—《失竊的未來》
 
 
 
為何要限用塑膠袋及免洗餐具

二○○三年二月下旬,筆者應邀到臺灣、中國大陸及日本進行訪問、演講及參加國際學術研討會。走過城市有上海、北京、東京、京都、仙台、廣島、福岡等,只見到臺灣限制使用塑膠袋。雖然在臺灣停留的兩個禮拜覺得不很方便,但仔細想想,不禁為臺灣的環保慶幸,這是從何說起呢?

讓我們先來看看塑膠袋的成分,它包括聚乙烯(PE),化學符號是[—CH2CH2—]nn = 4,000 ~ 5,000;聚丙烯(PP),化學符號是[—CH2CH(CH3)—]nn ~ 6,000;聚氯乙烯(PVC),為含氯塑膠,比較硬的塑膠袋就屬於此類,化學符號是[—CH2CH(Cl)—]n;聚酯(PET),化學符號是[—CH2CH(HO2CC6H4CO2)—]n;聚苯乙烯(PS),化學符號是[—CH2CH(C6H5)—]n,許多塑膠容器,包括免洗餐具大都屬這一類。又如一般發酵乳品的容器是未發泡的聚苯乙烯,保麗龍則是發泡的聚苯乙烯。這些塑膠用品的成分皆以[—CH2CHX—]n表示。此外在塑膠製造過程中有時也會添加一些塑化劑。

這些塑膠類不像紙張或植物原料,即使久埋地下也不會自行分解,故使用後的塑膠廢棄物處理常成為環保的頭痛問題。歐、美、日本的處理方法是由民間作垃圾分類、回收等廢物處理的預備工作,然後用不同的方法進行處理。塑膠類一般均以焚燒方式為主,雖然科學家已經研發出多種掩埋後可以自行分解的塑膠,但是受限於製造成本過高,目前還沒有經濟價值。

在正常情況下,這些塑膠類不會引起健康傷害。但若處理廢棄物時將之加熱到高溫,則可能產生一些「毒氣」,如戴奧辛。而戴奧辛是一種「環境荷爾蒙」,它會破壞人的免疫與生殖系統,甚至引發癌症、降低智能、不孕及雌性化效應等。

環境荷爾蒙是什麼

荷爾蒙是英文hormone的音譯,中文常以「激素」來表示。「環境荷爾蒙」是指外來或人造的化學物質,藉由空氣、水、土壤、食物或其他途徑進入生物體,產生類似荷爾蒙的作用,對原有的內分泌系統產生干擾,進而影響生物體的發育及生殖功能。

許多塑膠用品,如塑膠袋、保麗龍等,經過不當焚燒處理會變成有機氯或戴奧辛。這些物質會隨著氣流轉移他地,故「環境荷爾蒙」的危害性是全面性的,絕不容忽視。

世紀之毒戴奧辛

戴奧辛(dioxins)是無色、無味的多氯環氧多苯的有機化合物。戴奧辛也常見於受熱的多氯雙苯(PCB)。另外在製造殺蟲劑三氯酚醋酸時也會產生少量戴奧辛。

根據美國《化學與工程新聞》周刊的報告,美國空氣中的戴奧辛有三分之一來自焚化爐,三分之一來自鄉間焚燒廢物,其他如醫院焚化廢棄物、銅鐵礦冶及水泥凝固等都會產生戴奧辛。其中以塑膠類,尤其是聚苯乙烯(PVC),在焚化過程中產生的戴奧辛最為顯著。

理論上,戴奧辛會在燃燒溫度超過攝氏850度以上時分解。據臺灣環保署資料,臺灣大型焚化爐燃燒溫度均在攝氏一千度以上,故釋放在大氣中的戴奧辛含量應該是微乎其微。但是一九九九年十二月臺灣環境品質文教基金會公布:臺灣焚化爐釋放的戴奧辛含量超過管制標準,其「致癌風險值」是美國的9~32倍,而附近居民的「致癌負擔」是美國加州標準的數百到二千多倍,這真是駭人聽聞。甚至二○○一年十一月七日《中國時報》還報導,木柵焚化廠排放的戴奧辛仍然偏高。唯據環保署的資料,木柵焚化廠於二○○二年年底加裝去除戴奧辛設備後,其測試結果已低於排放標準。

但是焚化廠的燃燒溫度控制及其他處理方式也可能會出差錯,故專家建議唯有減少焚化廠塑膠類的輸入量方能避免風險,這大概是臺灣環保署限用塑膠袋及免洗餐具的一個主要原因。又如美國《化學與工程新聞》周刊的報導,民間露天焚燒垃圾,燃燒溫度偏低,以致產生大量的戴奧辛,故臺灣嚴禁露天焚燒垃圾確實是正確的政策。其實日本也有戴奧辛的污染問題,如一九九九年日本環境廳(相當於我國環保署)公布,日本焚化爐釋放的戴奧辛總量是每年4.0公斤,而美國則是2.8公斤,可見這是文明社會的通病。

傷害是如何造成的

不論從空氣或經由皮膚,短暫的接觸戴奧辛,造成的傷害並不大。但是戴奧辛很容易溶於生物體的脂肪組織中,而又不易被生物體代謝掉,故會長期累積在體內,當累積到某一濃度時,就會造成傷害。

又若戴奧辛從焚化爐釋放到大氣層,它會流動而轉移地區並散布在河川、海洋及平原上的植物中。生活在這些區域的魚、貝等水產生物首當其衝遭受污染,而我們若長期食用這些魚、貝後,就會「中毒」,喝了受污染牧草區的牛奶也可能無辜受害。如一九九九年六月,比利時乳製品傳出戴奧辛污染事件(有可能是多氯雙苯污染),使得世界各國大為恐慌,紛紛禁止比利時的食品輸入即是一例。

日本的「戴奧辛容忍量」標準是每日每公斤體重四比克(一比克是一公克的兆分之一),這也是國際衛生組織的標準,「容忍量」是指超過這個濃度時,就會傷害到身體。譬如60 公斤體重的容忍量是每日240比克。一九九九年四月十三日,日本大阪醫大植木實教授發表的報告指出,戴奧辛會直接穿過孕婦的胎盤而影響胎兒。他針對10位母親做實驗,結果發現,這10位婦女的血液,平均每一公克脂肪即含有22.7比克的戴奧辛,而胎兒的血液(臍帶血)也含有20.5比克。這比日本政府規定的容忍量要高出幾倍。

一九九九年,臺灣環保署曾經公布一份民眾血液中含戴奧辛濃度的檢測報告。報告中指出,臺南市有一個里的50位里民,平均血液中的戴奧辛含量高達47.3比克/克脂肪;而一般工業化國家人民的平均含量值只在20至40之間,可見確有偏高的現象。另據成功大學環醫所的研究顯示,五十例(男16例,女34例)中,戴奧辛含量最高者達104比克/克脂肪,最低者14;為求周延,該檢驗另外提驗當地血庫中的22袋血清,發現戴奧辛含量也高達67。研究人員推測,可能是當地曾為鹼業公司廠房,因此空氣與環境受到五氯酚的污染,而當地又靠海,居民常吃受污染的海鮮,因此中毒而仍不自知。

戴奧辛的毒性

如同上述,戴奧辛會在生物體的脂肪層累積而帶來傷害,因此被列為「環境荷爾蒙」黑名單之首,也是草擬中的國際公約「常續性有機污染物」的管制毒物之一。目前的研究已知,戴奧辛除了可能為致癌物質外,也會破壞人體的免疫系統、干擾內分泌、影響生殖能力,造成幼兒生長與學習遲緩。

一九九七年,日本九州大學醫療技術短期大學長山淳哉副教授報導:餵食母乳的幼兒,罹患異位性皮膚炎的機率,比餵食人工乳還高。其主要原因為母乳受戴奧辛污染的程度比人工乳高出10倍左右。

人類過去曾經兩度遭受戴奧辛的大規模污染。一次是一九七○年代越戰時美軍大量散布枯葉噴藥,而枯葉噴藥即含有戴奧辛的雜質,受害者超過百萬人。另一次則是一九七六年七月十日,義大利北部西比索市發生化學工廠爆炸,其主要產品是三氯酚,副產品是戴奧辛。這次爆炸造成戴奧辛四處流竄,有好幾千人遭到毒害。當時被污染地區的許多孕婦流產,或生出多種缺陷的嬰兒。

近年來科學家的追蹤發現,遭受戴奧辛嚴重污染的父母,幾乎都只生出女嬰。科學家並指出,在這起事件發生後的八年內,唯有雙親血液中每克脂肪的戴奧辛濃度在一百比克以下者,才有生男嬰的機會。直到一九八五年,也就是血脂肪內的戴奧辛濃度逐漸減少之後,這地區的男女嬰出生率才恢復到各一半的狀況。此一事例顯示戴奧辛的確會改變弄璋弄瓦的機制。科學家推論,戴奧辛之類的化學物質一進入體內,就會擾亂荷爾蒙,這樣的「環境荷爾蒙」就成了左右生男生女的機制之一。因此科學家推測「環境荷爾蒙」會導致「女性化(雌化)」,並影響到人類生態的平衡。

最近成功大學的郭育良教授針對一九七九年臺灣中部發生多氯雙苯事件做了一個研究報告(The Lancet 360: 143, 2002):如果當時的受難者是未成年的男性,那婚後生男嬰的機率顯著降低,但如果當時受難者是女性或已經超過二十歲的男性則生育男或女嬰的機率並沒有顯著差別。故環境荷爾蒙對未成年男性的傷害較大。

環境荷爾蒙的種類與干擾機制

下面我們來看另外幾種環境荷爾蒙與所能引起的干擾。目前已經證實的有二氯雙苯三氯乙烷(DDT,是一種殺蟲劑),多氯雙苯(PCB,潤滑與絕緣油質,早期多用在變壓器中),雙酚甲烷A(Bisphenol-A,塑膠用品的原料,也常被用來做牙齒的添補物),六氯圜戌烷(BHCH,溶劑)等。為什麼這些不同形狀與結構的環境荷爾蒙會產生類似的生理反應呢?據研究有三個可能性:能與荷爾蒙受體結合;能模擬或阻擋正常荷爾蒙的反應;能直接改變細胞信息傳遞程序與其他複雜機制,而不會被受體的結合限制。

以前科學家都以為,只有特定的荷爾蒙才會啟發某種受體,產生特定的生理作用。由於化學結構的限制,荷爾蒙只能與特定受體結合,就像一支鑰匙只能開一個特定的門一樣。環境荷爾蒙的結構雖然與體內的荷爾蒙不很類似,但它用「魚目混珠」的方式欺騙,就像小偷開鎖後進入大樓,騙過守門的受體,到屋內喧賓奪主一般。荷爾蒙受體一旦被結合占住,就會啟發細胞的特定程序,這種被活化的荷爾蒙受體,接著會啟發某種基因,啟動一串類似正常荷爾蒙的反應,如此就擾亂了體內荷爾蒙的運作與平衡。最近日本東京大學的加籐茂明教授(S. Kato et al., Nature, 423: 545, 2003)發表論文詳細討論戴奧辛與女性性激素受體結合的機制。

並不是所有內分泌系統的干擾物,都是靠受體結合的手段來改變荷爾蒙的功能。有些僅是以分子信息間接啟動基因,改變細胞的成長與分裂。譬如六氯環己烷,它不會與荷爾蒙受體結合,但是有可能會促進DNA的轉錄程序,所以會引發基因的表現,而帶來了動情激素的反應,使得細胞分裂與成長,其後果就如同乳癌的惡性成長。

「污染物」並不是一朝一夕造成的,由於這些有機氯「毒物」不易分解,而隨著大氣、雨水流入大海,再經由環環相扣的食物鏈,蓄積在魚類、牡蠣、蔬菜、牛乳內。這些污染不一定會使食用者馬上「中毒」,但卻很可能遺害後代。故愛惜資源、回收並減用塑膠袋及免洗餐具,進行垃圾分類,這些努力可減少環境荷爾蒙的形成。

環境荷爾蒙所帶來的嚴重傷害,並非即時就可以看出,有時候要到第二代或第三代才會出現,正因為它具有「延宕長期效應」,所以也被視為跨世代之「毒」。《失竊的未來》(Our Stolen Future)一書中指出:

「我們最害怕的不是絕種,而是人類在不知不覺中,慢慢被侵蝕。我們擔心干擾荷爾蒙作用的化學物質將改變人類之所以為人類的行為、智力、組織等能力。」所以我們應該及早防備「環境荷爾蒙」所帶來的威脅,不要讓人類居住的環境變成失樂園。

深度閱讀
  1. 林天送、楊明珠(2001)環境荷爾蒙危機,元氣齋出版社,臺北。
  2. Colborn, T., Dumanoski, D. and Myers, J.P.(1996)Our Stolen Future, Penguin Books, NY .《失竊的未來》(臺灣譯本)。
  3. Gomez, I. del Rio, Marshall, T., Tsai, P., Shao, Y., and Guo, YL (郭育良)(2002) The Lancet, 360: 143-144.
  4. Ohtake, F., Takeyama, K., Matsumoto, T., Kato, S. et al. (2003) Nature, 423: 545-550.
  5. http: //www.tmc.tulane.edu/ECME/eehome/
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