俗话说，病从口入。不仅相当多的病原体是随着食物或者饮水进入到我们的身体，许多有害化学物质也是通过这个途径进入体内的。正因为如此，在日常生活中，我们不仅要保证食物本身的安全，所有与食物接触的器具，例如餐具、厨具和包装材料，它们的安全性也备受关注。聚碳酸酯只有非常小的一部分被用于生产餐具、水杯，却因为潜在的健康风险成为消费者关注的话题。那么这种健康风险究竟是怎么来的呢？
当你坐在餐桌旁，拿起盛在塑料杯里的牛奶准备享用早餐的时候，你有没有想过，构成塑料的这些高分子会不会跟着牛奶一起跑到我们的身体里从而让我们生病？不用担心，这些分子身躯过于庞大，很难溶解在牛奶里，既然无法进入我们的身体，自然也就谈不上有什么危害。
然而这个塑料杯中一旦混有小分子物质，情况就不一样了，它们“娇小”的身躯使得它们行动更为自由。有些小分子从塑料中跑出来溶于牛奶中的水，也有些能溶于牛奶中的油脂，当我们喝牛奶的时候，这些小分子也被喝了进去。如果这些小分子恰好能够影响身体内的某些生理过程，那我们就会遇到一些麻烦。
相信许多朋友看到这里都会问了，既然是高分子材料，怎么会有小分子存在呢？一般来说有两种情况：第一种情况是并非有意添加，但实际上很难避免的物质，例如用于生产高分子的原料、催化剂和溶剂等。理论上这些小分子在生产过程中要么被完全消耗掉，要么会从最终产品中被除去，但很多情况下微量的残留是很难避免的。另一种情况是我们特地把某些小分子化合物添加进去用于达到某些目的，例如增塑剂用于调节高分子材料机械性能、阻燃剂用于提高防火能力等都属于这种情况。不管哪一种情况，当高分子材料与食物接触时，其中的这些小分子都有可能随食物进入人体。不过通常情况下这些小分子的含量都很低，能够进入人体的量就更少了，而且并非所有的小分子都有明显的毒副作用。因此尽管许多高分子材料中都或多或少地含有小分子，但由此带来的健康风险应该具体问题具体分析。
下面让我们来看看聚碳酸酯。前面说过，聚碳酸酯的生产需要两种原料——碳酰氯和双酚A。我们先说碳酰氯。这个名字也许听上去不太熟悉，但是它的另一个俗称相信许多人都不陌生，甚至会感到不寒而栗，那就是光气。光气是一种毒性极强的气体，最早在第一次世界大战中被用作化学武器，曾经夺去了无数人的健康乃至生命。不过光气虽然剧毒，常温下是气体，而且非常活泼，遇到水就变成无毒的产物了，因此光气并不会残留在聚碳酸酯中。
聚碳酸酯真正的麻烦来自于另外一种原料——双酚A。双酚A不像光气那么剧毒，但它也比光气要稳定许多，因此在聚碳酸酯中总会有微量的双酚A残留。当聚碳酸酯与食物接触时，残留的双酚A就有可能渗透到水或者食物当中，再随着食物一起进入人体。不过完全让聚碳酸酯替双酚A背“黑锅”并不公平，因为双酚A经由食物进入人体还有另一个重要渠道，那就是环氧树脂。环氧树脂是双酚A与环氧氯丙烷反应生成的一种重要的高分子材料（图1），它经常被涂在金属的食物容器例如罐头盒、奶粉罐的内部，目的是既保护金属不被食物腐蚀，也避免金属材料渗透进食物中。这些环氧树脂涂层中同样有微量的双酚A残留，它们也有可能随食物进入人体。而事实上，双酚A也确实出现在了我们的身体中。例如美国的一项研究调查了2000多6岁以上的居民，发现93％的受访者尿液中能检测出浓度为每升几微克（1微克是1克的百万分之一）的双酚A[1]。根据这个数字，研究人员估计每天会有1－10微克的双酚A进入人体，其中绝大部分都是经由用作食物容器或包装材料的聚碳酸酯和环氧树脂渗透进食物再进入人体的。[1,2]
那么为什么我们对进入人体的双酚A这么关注呢？因为它是一种内分泌干扰素。这是什么意思呢？我们知道，人体的许多生理活动都是靠体内分泌的激素来调节的。有些化学物质，它们本身并不是人体分泌的激素，但是它们的化学结构和这些激素有一定的相似性。这些不速之客进入体内后就有可能被细胞、组织或器官误认为是激素，往往会带来一定的麻烦。打个比方，假如我们在车站接朋友，先来了一个人长得和要接的朋友很像，我们分辨不清于是把这个人接走了，结果真正的朋友到了车站反倒没人接，耽误了行程。类似地，这些长得像体内激素的外来化学物质也有可能干扰正常的生理活动，因而被称为内分泌干扰素。双酚A的化学结构与体内主要的雌激素——雌二醇（图2）有一定的相似性，在体内有可能起到雌激素的作用，从而对健康产生影响。动物实验证明，大剂量摄入双酚A能够造成严重的生长延缓、性成熟推迟，甚至可以导致死亡。但实际上进入人体的双酚A要比动物实验的用量低得多，因此长期以来，监管部门一直认为聚碳酸酯和环氧树脂等含有双酚A的材料在食品容器和包装材料中的使用是安全的。
图2 雌二醇的化学结构式
然而近年来的一些动物实验和流行病学调查表明，即便双酚A在体内的浓度非常低，仍然有可能对人体的健康产生负面影响。例如美国国家卫生和公共服务部下属的国家毒理学项目（National Toxicology Program），就在2008年发布了关于双酚A对人体发育与生殖影响的研究报告。报告认为，目前体内浓度的双酚A可能对婴幼儿的大脑、行为和前列腺有一定影响；不过报告同时认为，双酚A对成年人的生育影响不大，孕妇体内的双酚A也不大可能对胎儿造成显著影响[1]。 还有一些研究认为摄入双酚A有可能增加肥胖和患心血管疾病和II型糖尿病的风险[3]。 这些新的研究结果引起了人们的担忧，许多消费者和研究人员呼吁应该重新审视双酚A的安全性，同时要求全面禁止聚碳酸酯和环氧树脂在食品容器和包装材料中的应用。其中要求禁止使用聚碳酸酯生产奶瓶和禁止使用环氧树脂作为婴儿配方奶粉罐的内涂层的呼吁尤其强烈，因为婴幼儿尚在发育阶段，更容易受到双酚A的影响。
面对消费者的担忧和压力，包括我国在内的许多国家已经禁止使用含双酚A的材料生产奶瓶。一些国家和地区还把对双酚A的禁令扩大到婴儿配方奶粉的包装甚至更大范围[4]。
尽管含双酚A的材料在食品容器和包装材料中的应用已经开始受到限制，但关于双酚A的安全性目前仍有很大争议，一个重要的原因是现有的研究仍然不足以充分证明目前人体内低浓度的双酚A能够给健康带来危害。例如FDA虽然认可和支持厂家主动停止用双酚A生产食品容器和包装材料并寻找替代材料的做法，承诺要继续研究双酚A对人体的影响，但同时也指出，根据目前的证据来看，聚碳酸酯、环氧树脂等使用双酚为原料的高分子材料仍然是安全的[5]。
要完全搞清楚目前我们体内的低浓度的双酚A到底对健康有怎么样的影响，恐怕还需要若干年的时间，在这段时间里，含有双酚A的塑料制品可能仍在会一定程度上被用作食品容器和包装材料。那么，作为消费者的我们如果担心双酚A带来的健康风险该怎么办呢？根据FDA等权威部门提出的建议，最好的办法就是尽量避免选用这些塑料制品，而首要一点自然是避免选用聚碳酸酯材质的塑料制品了。一个简便易行的方法是根据塑料制品的回收分类标识，避开带7号标记的塑料制品，就可以有效地远离双酚A，因为聚碳酸酯在塑料回收分类中一般标记为7号（当然标记为7号的并不完全是聚碳酸酯）（图3）。另外在塑料回收中标记为第3类的是聚氯乙烯，这类材料经常会使用双酚A作为添加剂。因此如果你对双酚A潜在的健康风险比较担心，选购餐具时也应避开标记为3号的产品。其他用作食物容器的塑料例如聚乙烯、聚丙烯等通常不会使用双酚A，因此可以放心使用。另外，前面提到，进入人体的双酚A的一大来源就是金属罐的环氧树脂内涂层。因此少吃罐头等金属包装食品自然也会降低摄入双酚A的风险[6]。
图3 一个装纯净水的塑料桶带有塑料回收分类的7号标志，可能为聚碳酸酯材质
如果你选择继续使用含双酚A的塑料制品作为餐具，也要注意几点。首先，不要用这些餐具盛开水或是其他温度过高的食物，这是因为双酚A在高温下会更容易释放出来。因此虽然聚碳酸酯耐热性能好，用作餐具或是水杯时最好还是远离高温。另外，一旦这些餐具出现裂缝，最好及时丢弃，因为裂缝的出现也会加快双酚A的释放[6, 7]。
随着研究的继续，在不远的将来，我们关于双酚A对健康的影响也许会有更加准确和全面的认识，而这也会不可避免地影响到用双酚A原料的聚碳酸酯等高分子材料在我们生活中的应用。不过，不管结果如何，我们仍然应该感谢聚碳酸酯这种性能优异的高分子材料为我们带来的各种便利。
[1] National Toxicology Program, “NTR-CENHR Monograph on the Potential Human Reproductive and Developmental Effects of Bisphenol A”
https://cerhr.niehs.nih.gov/evals/bisphenol/bisphenol.pdf
[2] Tinne Geens et al., “A Review of Dietary and Non-Dietary Exposure to Bisphenol-A”, Food and Chemical Toxicology, 2012, 50 ,3275
[3] Johanna R. Rochester, “Bisphenol A and Human Health: A review of the Literature”, Reproductive Toxicology, 2013, 42, 132
[4] https://www.ncsl.org/research/environment-and-natural-resources/policy-update-on-state-restrictions-on-bisphenol-a.aspx
[5] https://www.fda.gov/%20newsevents/publichealthfocus/ucm064437.htm
[6] https://www.fda.gov/forconsumers/consumerupdates/ucm297954.htm
[7] https://children.webmd.com/environmental-exposure-head2toe/bpa?page=1
作者：魏昕宇；材料学博士，科学公园主编
