把一根烟头埋进土里，然后认认真真等它十年

被扔掉的那一刻，有些垃圾的故事就结束了。

塑料袋被风卷进树梢，易拉罐滚进水沟，外卖盒堆在垃圾桶旁。我们偶尔会想起它们，在看到某张触目惊心的污染照片时皱一下眉头，然后继续刷手机。

但有一种垃圾不一样。它太小了，小到你低头都不一定能注意到。它太轻了，轻到一阵风就能把它吹跑。它太常见了，常见到已经成了城市地面的一部分，就像落叶或灰尘一样理所当然。

烟蒂。

全球每年大约有四万五千亿根烟蒂被扔进环境。这个数字有点大，所以换一种说法，你正在阅读这句话的2秒钟里，全世界又有近30万根烟蒂落地。在某些城市的街角，每平方米地面上能找到130根。在某些海滩上，每100米就能捡到1600根。政府清理，志愿者捡拾，环保组织呼吁，但烟蒂似乎永远捡不完。

然后呢？烟蒂落地之后去了哪里？它会分解吗？需要多久？会发生什么变化？若干年之后它还在吗？

2015年，意大利那不勒斯费德里科二世大学的生态学研究者Giuliano Bonanomi等人想去找找答案。

研究方法很笨拙，把烟蒂埋进土里，然后等十年。

烟蒂，都是烟蒂｜参考文献1

一根烟蒂多久能烂掉？

在讲述这十年发生了什么之前，需要先纠正一个可能的误解。

大多数人以为烟蒂的滤嘴是棉花或纸做的，甚至很多吸烟者也这么认为，他们把烟蒂弹落在地上时，心里觉得“反正也会烂掉”。

不会的。

烟蒂滤嘴的主要材料叫醋酸纤维素（Cellulose acetate）。名字里虽然带“纤维素”三个字，但它是一种货真价实的塑料。原本来自植物的天然纤维素在工厂里经过化学处理，每个葡萄糖单元上的羟基被乙酰基取代，大约三个里面换掉两个半。这个过程叫乙酰化，它赋予了材料优异的过滤性能，也让它变得异常顽固。每一个滤嘴里，紧密排列着大约一万五千根这种塑料微纤维。

醋酸纤维素的重复单元结构式，其中R代表乙酰基或氢｜sigma-aldrich.cnreagent.com

更关键的是，这团塑料纤维不是干净的。吸烟的过程中，烟气穿过滤嘴，焦油、尼古丁、重金属、多环芳烃、苯、甲醛、丙烯腈……上千种化学物质被截留在纤维之间。一根抽完的烟蒂，本质上是一颗浸满了毒液的微型塑料海绵。

遇到雨水，海绵里的东西就会渗出来。

所以当Bonanomi的团队准备这场实验时，提出的“多久能烂掉”的问题，其实指的是一种强韧的、裹挟着上千种化合物塑料纤维，在微生物、水、阳光和时间的共同作用下，如何缓慢地、不可预测地发生变化。

他们一共准备了一万两千根烟蒂，分成五组，放置在五种环境里，包括实验室无土壤、实验室草地土壤、实验室沙丘土壤、野外沙丘、野外草地。每隔一段时间取出一批，称重、化验、在显微镜下观察、做毒理测试、分析微生物群落、检测挥发性气体。

第一个月，烟蒂“一生”中毒性最强的时刻

实验开始后的头三十天，所有环境中的烟蒂都迅速减轻了大约20%的重量。这段数据让人乐观，照这个速度，似乎用不了多久烟蒂就能消失。

但这是一个错觉。失去的那20%，几乎全部来自烟蒂最外层，也就是包裹滤嘴的那层薄纸，以及纤维表面容易溶解的化学物质。薄纸是普通纤维素，很多微生物都能将其轻松拿捏。尼古丁等小分子化合物则被水冲走或被微生物迅速代谢。

这就像一颗药丸掉进了水杯，糖衣几秒钟就化了，但糖衣下面那颗硬邦邦的药芯可能纹丝不动。

与此同时，研究者用质谱仪检测了烟蒂释放到空气中的挥发性物质，一共识别出了336种化合物信号。苯、甲醛、甲苯、丙烯腈、1,3-丁二烯、异戊二烯、尼古丁……在检测图谱上，新鲜烟蒂对应的那一列几乎全是深色，每一种化合物都处于高浓度释放状态。

这是烟蒂“一生”中毒性最强的时刻。它刚被扔下，外衣还没脱完，就忙不迭得向周围释放它的收藏。

漫长沉默，烟蒂好像进入了某种休眠

从第二个月到第二年年底，曲线变成了一条近乎水平的线。

所有环境中的烟蒂，在这将近两年里只又多损失了约10%到15%的重量。无论是埋在肥沃的公园草地下面，还是躺在贫瘠的海边沙丘上，还是被隔绝在实验室的托盘里不接触土壤，都没区别，分解速度都一样慢。

烟蒂好像进入了某种休眠。

研究团队推测了两个原因，像两把锁互相咬合，把烟蒂锁在了“不可降解”状态。

一是乙酰基。醋酸纤维素之所以被选做滤嘴材料，正是因为它足够致密、足够稳定。纤维素链上密密麻麻的乙酰基团像一层化学铠甲，挡住了微生物分泌的酶。要想降解这种材料，微生物必须先把乙酰基团一个个拆掉，把铠甲卸下来，才能碰到里面的纤维素。但这个“去乙酰化”的过程，在自然条件下极其缓慢。

二是氮。新鲜烟蒂的碳氮比高达192，这意味着每192份碳才对应1份氮。而微生物要正常工作需要更多的氮。氮是合成蛋白质和酶的必需元素，没有它，微生物就算“看到”了可以吃的纤维素，也没有能力制造足够的酶去分解它。

铠甲太厚，而攻城的士兵又吃不饱。两把锁互相加固，乙酰基挡住了酶，氮的匮乏让微生物无力生产酶。

微生物无事可做，烟蒂无事发生，月复一月。

大地，拆去了烟蒂的“铠甲”

从第三年开始，沉默被打破了。

那些埋在草地的烟蒂，开始起了变化。研究者注意到一个持续的趋势，草地土壤中的烟蒂，氮含量在稳步上升。碳氮比从192一路下降，逐渐进入了微生物可以高效工作的范围。

氮从哪里来？从土壤里来。

自然界落叶分解时，真菌会将菌丝伸入落叶中，把土壤中的氮顺着菌丝输送到落叶里，供自己和其他微生物使用，就像一个微型的地下管网。

真菌会将菌丝伸入落叶中，把土壤中的氮顺着菌丝输送到落叶里丨图虫创意

同样的事情发生在了烟蒂身上。草地土壤里的真菌网络“认出”了烟蒂是一种含碳的有机基质，虽然是一种极不寻常的、被塑料铠甲包裹的有机基质。它们将菌丝伸入烟蒂纤维之间的缝隙，开始从土壤中向烟蒂输送氮。

当氮的锁被打开，事情开始加速。到第五年，草地土壤中的烟蒂质量损失达到了81%。核磁共振分析显示，不仅乙酰基团被大量去除，纤维素本身也在被大规模降解。显微观察下，原本整齐排列的纤维已经变得模糊不清，取而代之的是一种无定形的有机基质，混杂着微生物代谢的痕迹。

而同一时间，在实验室里不接触任何土壤的烟蒂，只损失了大约50%的质量，它们的乙酰基团也几乎被完全去除了，但在微观中纤维结构依然清晰可辨，和新鲜烟蒂几乎没有区别。

铠甲拆了，但没有人来进攻。因为没有土壤提供氮，微生物始终吃不饱，无法发动对裸露纤维素的全面攻击。它们完成了去乙酰化这一步，然后就停在了那里。

同样的烟蒂，同样的十年。一边有大地滋养，被真菌网络接纳，被微生物群落一棒接一棒地分解；另一边孤孤单单，没有土壤，没有氮源，铠甲被拆了但纤维素依然完好，像一座被攻破了城墙却空无一人的城池。

现实中，绝大多数烟蒂的命运更接近后者。它们落在柏油路，卡在路砖缝，冲进下水道，飘到海滩上。那些地方没有肥沃的草地土壤，没有真菌网络，没有人给它们送氮。

就那样躺着，年复一年。

烟蒂在不同环境中的变化｜参考文献1

毒性的反转，时间越长没有越安全

但这不只是一个关于“塑料降解很慢”的老故事，研究者们还发现了一些更令人不安的东西。

在这十年间，他们定期取出烟蒂样本，将其浸泡在水中制成浸出液，然后用五种不同的生物来测试这些浸出液的毒性，包括发光细菌、绿藻、水蚤、水螅、高粱。

五种生物，五种不同的生命形式，从微生物到植物到无脊椎动物。

直觉告诉我们，烟蒂的毒性应该随着时间推移而持续下降。毕竟尼古丁会被冲走，挥发性物质会散逸，有毒化合物会被微生物分解。时间越长，似乎应该越安全。

头几个月的数据确实如此。新鲜烟蒂的毒性最高，尤其是对发光细菌和水蚤，几乎达到了让一半测试生物死亡或丧失功能的浓度。随着分解进行，尼古丁和其他可溶性毒物被快速释放和降解，毒性在前半年内急剧下降。

然后分解进行到中期的时候，毒性曲线改变了趋势。

它回升了。

在对藻类的毒性分析中，出现了一个清晰的第二毒性高峰，虽然达不到最初的峰值，但确实存在五年左右重新攀升。

经过时间洗礼的部分烟头，对水藻的生长抑制作用却更高一点点｜参考文献1

这是因为一些顽固的有毒化合物难以被微生物分解，比如吡啶衍生物、某些塑料相关的短链化合物，它们随着分解过程而逐渐累计，随着烟蒂的总质量减小，这些残留的毒物在剩余基质中的浓度反而升高了。

这就像拧一块浸满脏水的海绵。一开始拧出来的水最多、最脏。但当海绵越拧越小，最后那几滴挤出来的反而是渗透最深、最难去除的污渍。

十年之后呢？毒性确实又降低了，但并没有降到零。

十年，三千六百天。经历了完全的去乙酰化，经历了大规模的纤维素降解，经历了微生物群落的数次更迭。一根烟蒂的浸出液，对某些测试生物仍然表现出可以被统计学检测到的毒性效应。与完全不含烟蒂浸出液的对照组相比，差异依然显著。

十年，还不够让一根烟蒂变得无害。

变形，以更隐蔽的污染形态嵌入土壤

最后一次取样是在第3600天。

当研究者把在草地土壤中埋了十年的烟蒂放到显微镜下时，他们看到了一种从未被描述过的东西。

那些纤维变形了。原本直径15到25微米的醋酸纤维素纤维，现在完全卷曲、折叠，彼此紧紧压实在一起，形成了一个个规则的球形结构。每个球体的直径大约6微米。它们的表面覆盖着一层碳酸钙，钙离子来自土壤之中。在元素分析中，这些球体呈现出有机物与矿物质交织的信号，碳、氧、钙的分布彼此重叠。

研究者称它们为“球粒体（Spherulites）”。

球粒体的微观图像｜参考文献1

这是一种前所未见的结构。烟蒂的塑料纤维没有被彻底矿化为二氧化碳和水，而是在微生物的分解作用和土壤矿物质的参与下，被重新组装成了一种紧密的有机-矿物复合体。

球粒体在形态上很像土壤中的一些混合物，但它们不是土壤，它们是塑料。

更准确地说，它们是一种新型的微塑料，是由生物降解和矿物化学作用共同塑造的、具有规则形态的二次微塑料。直径6微米，比原始纤维更小，结构更致密，而且被碳酸钙包裹着，可能比裸露的塑料纤维更难被进一步降解。

烟蒂没有消失，它变形了，以一种我们此前完全不知道的方式嵌入了土壤。

我们一直在讨论微塑料污染，海洋里的、河流里的、饮用水里的，但这里揭示的是一种不同的路径。

一根烟蒂在土壤中被微生物“消化”了十年，质量减少了84%，看起来几乎“降解”了。但剩下的16%没有变成无害的二氧化碳和水，而是变成了一种全新的、更隐蔽的污染形态，与土壤基质紧密结合，可能极难被检测、被分离、被清除。

大地把烟蒂吞了下去，包裹起来藏在了自己体内。

尾声，克制但有力的结论

2026年春天，这项历时十年的研究结果终于发表在《环境污染》（Environmental Pollution）期刊上。论文的作者列表很长，横跨意大利、摩洛哥、沙特阿拉伯的多个研究机构。

追踪一根烟蒂的命运，需要的时间之长远超出一个人或一个实验室的能力范围。

论文的结论很克制，但每一条都指向同一个方向，烟蒂污染是一个动态的、持续演变的过程，它的化学成分在变，微生物群落在变，毒性在变，物理形态在变。

它是一个正在进行中的化学反应器，一个缓慢释放毒物的源头，一个最终会以意想不到的方式融入土壤的异物。

这还是在最好的情况下，有肥沃的土壤，有活跃的微生物群落，有充足的氮源，有十年的时间。

现实中，大多数烟蒂没有这样的待遇。柏油路、行道砖、下水道、沙滩，那些地方，没有土壤里的真菌网络输送氮，没有丰富的微生物群落接力分解。它们更接近实验中那组“没有土壤”样本，纤维素将长久保持原样，毒物缓慢持续地渗出。

在你读完这篇文章的这几分钟里，全世界又有两千万根烟蒂被弹落在地上。

每一根，都刚刚开始它的十年。

参考文献

[1]Bonanomi, G., et al. (2026). Long-term cigarette butts’ decomposition over 10 years reveals multi-stage microbial, chemical, and toxicological transformations. Environmental Pollution, 397, 127944.

[2]Green, D. S., Tongue, A. D. W., & Boots, B. (2022). The ecological impacts of discarded cigarette butts. Trends in Ecology & Evolution, 37, 501–509.

[3]Bonanomi, G., Incerti, G., Cesarano, G., Gaglione, S. A., & Lanzotti, V. (2015). Cigarette butt decomposition and associated chemical changes assessed by 13C CPMAS NMR. PLOS ONE, 10, e0117393.

[4]Bonanomi, G., Maisto, G., De Marco, A., Cesarano, G., Zotti, M., Mazzei, P., Libralato, G., Staropoli, A., Siciliano, A., De Filippis, F., La Storia, A., Piccolo, A., Vinale, F., Crasto, A., Guida, M., Ercolini, D., & Incerti, G. (2020). The fate of cigarette butts in different environments: decay rate, chemical changes and ecotoxicity revealed by a 5-years decomposition experiment. Environmental Pollution, 261, 114108.

作者：圆的方块

编辑： 黎小球

封面图来源：Nano Banana 2

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