COVID-19大流行首次促使全球范围内大规模集体佩戴口罩，改变了公众的健康观念，并逐渐成为新的社会规范。一方面，呼吸道传染病新病毒变种的不断出现，使全球持续保持高度警戒；另一方面，即便疫情有所缓解，佩戴口罩的习惯仍在延续。这一行为转变源于疫情期间公众健康认知的根本改变，即广泛理解并接受长期佩戴口罩在防疫中的重要作用。然而，长期佩戴口罩也带来了微塑料吸入的潜在风险。一方面，口罩中的微塑料可能直接被吸入肺部，其健康风险相比其他暴露形式可能更加严重；另一方面，口罩也能有效阻挡环境空气中的微塑料，减少呼吸暴露。因此，及时可靠地评估全球范围内佩戴口罩对微塑料暴露的安全影响，不仅对消除公众疑虑和帮助政府制定防疫政策具有重要价值，也为未来口罩制造标准的制定提供了关键参考。本研究开发了一种人体呼吸模拟(MIS)系统，测试了来自46个国家/地区的209种不同品牌的口罩。通过考虑过滤等级、室内外环境等条件，评估了微塑料综合暴露风险与口罩过滤结构设计、加工质量的相关性，以及佩戴时长与微塑料吸入量的关系。根据各地区口罩的配戴情况和相关测量参数，计算了不同国家/地区的人均微塑料暴露量。本研究旨在为公共卫生决策提供可靠的实验数据支持，并为口罩使用者和生产者提供有效建议。
导 读
新冠肺炎疫情致使全球口罩使用量激增。每一次呼吸间，都悄然发生着“微塑料之旅”。最新科研动态利用高仿真呼吸模拟技术，深入探究口罩的微塑料释放及其防护机制，综合评估口罩佩戴对全球各地区人体微塑料呼吸暴露的影响，为您揭开健康防护背后的新议题。该研究对缓解公众健康疑虑、协助政府制定疫情防控政策以及推动口罩制造行业的发展具有重要意义。
在全球携手共抗疫情的背景下，口罩已成为不可或缺的防护工具。然而，在守护健康的同时，它们是否也在无形中悄然影响着我们的呼吸？一项前沿研究揭示了这一复杂而微妙的关联。试想，当世界46个国家/地区的居民，在每日的8小时工作时间内普遍佩戴口罩，究竟会如何改变我们与微塑料（≤ 5 mm）的“亲密接触”？研究表明，疫情期间的口罩普及对微塑料吸入量的影响呈现出既增加又减少的双重趋势，而这一切的关键因素，正是口罩的选择与使用方式。
设计之初，精准考量
本研究精心策划了一场关于微塑料吸入量的探索之旅。为了确保结果的可靠性，首先将口罩细分为普通口罩和FFP 1-3级防护口罩，并按品质区分为正品与仿制品，力求覆盖市面上所有常见选择。同时，通过搭建微塑料吸入模拟（MIS）系统，精准模拟人类佩戴口罩时的呼吸状态，并利用静电进行颗粒收集，确保收集的高效和准确（图2）。这一创新方法使研究更加贴近现实，每一个数据都承载着对真实世界的深刻洞察。
图 2 本研究中采用的MIS测试和表征方案
口罩背后的微塑料之舞
首先聚焦于因佩戴口罩而导致呼吸道直接暴露于微塑料的情况。不同国家或地区由于口罩佩戴率和质量的差异，呈现出截然不同的“吸入图谱”。简言之，在佩戴率较高但口罩质量欠佳的地区，微塑料吸入风险相对较高；而使用高标准防护口罩（如N95，FFP-3）则显著降低了这一风险。以下是该研究的关键发现：
口罩类型与微塑料释放量的关系：微塑料释放数量与口罩的过滤效率呈负相关。例如，过滤效率较低的仿制口罩释放的微塑料较多；而对于正品口罩，微塑料的释放量并不总是与口罩中的微纤维数量成正比，有时甚至呈反比。即使在考虑口罩过滤效率的情况下，实测的微塑料释放量仍显著高于理论估算，这说明口罩本身也是微塑料的重要来源之一。
图 3 (A) 在进行8小时的MIS吸入模拟测试后，各等级口罩（包括仿制口罩，普通口罩，及FFP 1-3）所检测到的MPs数量对比；(B) 各类口罩释放的MPs尺寸分布概况，具体分为小微塑料（0-0.1 mm）、中微塑料（0.1-1 mm）以及大微塑料（1-5 mm）；(C) Venn图直观呈现了各自MIS测量周期内收集到的所有MPs中，每种口罩所释放MPs的具体占比情况；(D) Sankey图细化MIS测量过程中所收集到的全部MPs中不同类型口罩释放的MPs所占的百分比，清晰展示了它们之间的流向与贡献比例
微塑料的吸入与口罩使用：研究发现，微塑料的吸入分为两个阶段：佩戴初期，口罩自身释放的微塑料数量显著增加；之后，空气中的微塑料穿透口罩成为主要来源。对于过滤效率较低的仿制口罩，空气中的微塑料穿透始终是吸入微塑料的主要原因之一。
图 4 (A) 分别在实验室（左图）和层流罩（右图）内测量使用手术面罩、FFP-3 和仿真面罩时模拟 MP 吸入的动力学行为
环境因素的影响：室内环境的微塑料浓度对微塑料吸入量有显著影响。研究进一步量化了全球范围内口罩佩戴对微塑料吸入的总体影响。结果显示，在大多数地区，当前的口罩佩戴习惯虽导致微塑料吸入量略微增加（在室内环境中约为不带口罩的1.16倍），但这一趋势并非不可逆转。关键在于选择合适的口罩，不仅能有效防护病毒，还可成为抵御微塑料污染的重要屏障。如果人们普遍选用高质量口罩，那么由口罩引发的“微塑料之战”或将迎来转机。
图 4 不同条件下各国佩戴口罩8小时后MP吸入数量及风险系数（A）8小时后每百人吸入口罩来源的 MPs数量；（B）条件一：根据各国目前的口罩接受率和口罩类型偏好数据时，佩戴口罩相比与不戴口罩吸入MP的风险系数；（C-D）条件二：根据各国目前的口罩接受率计算，并假设所有使用的口罩均为普通口罩或FFP-3类型口罩下，佩戴口罩相比与不戴口罩吸入MP的风险系数；（E-F）条件三：假设所有人都接受戴口罩，且所有使用的口罩都是外科口罩或FFP-3 类型口罩时，佩戴口罩相比与不戴口罩吸入MP的风险系数
总结与展望
本研究还提出更多值得深思的问题：口罩佩戴时长与更换频率应如何平衡？此外，还需综合考虑挥发性物质的释放等因素。在这场与微塑料的较量中，我们应尽量选择高质量的口罩，通过实际行动减少微塑料的吸入，为自己和地球的未来贡献一份力量。同时，我们期待更多科技力量的参与，共同推动口罩技术的革新，让防护与健康同行，让呼吸更自由。
作者简介
蔡宗苇 欧洲科学院院士，英国皇家化学学会会士，香港浸会大学“郭一苇”环境与生物分析讲座教授。受聘于环境与生物分析国家重点实验室主任和二恶英实验室主任。于2003年获得国家“杰出青年”(海外); 2013年受聘教育部“长江学者”讲座教授。从事质谱的基础理论，及其在环境毒理和生命科学方面的应用研究。目前以通讯作者或共同通讯在The Innovation，Nature Communications，Nature Protocols，PNAS等杂志上发表论文800余篇，引用2.7万余次，H指数81。
Web: https://www.researchgate.net/profile/Zongwei-Cai；
https://chem.hkbu.edu.hk/cai/
任康宁 博士，香港浸会大学化学系副教授，副系主任及授课式研究生课程主任，浸会大学环境与生物分析国家重点实验室高级学术成员，HKAP联合创始人兼副主任，清华珠三角研究院仿生微流控研发中心主任。长期致力于微加工与微流体在材料和医疗科技中的应用，主持多个大型研究项目，提出了全氟聚合物整体涂层及芯片的加工与应用方案，三维微结构大规模复制方案，及微流体合成与微生物分析的创新应用。近5年以通讯作者于The Innovation，PNAS, Science Advances，Advanced Science，J. Advanced Research等期刊发表高水平研究论文，并成功开展产业化研发项目。
Web: https://renkangning.wixsite.com/rengroup；
https://chem.hkbu.edu.hk/ren
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