2023年美国人造草皮面积暴涨11倍，微塑料污染引担忧

在美国伊萨卡，1 月一次罕见的暖潮融化了足够多的积雪，康奈尔大学最新一块为曲棍球修建的运动场露了出来。几个月前，这里还是一片生机盎然的草地，鸟飞虫鸣；现在它成了一块一英亩多的合成草皮，颜色接近台球桌绒布的那种绿，饱和度高得有点像电脑里的数字颜色。那天我沿着附近一条小溪爬上山去看时，运动场周围的金属围栏是锁着的，但有人把一大片新型模拟草皮留在了围栏外面，差不多走廊那么长。草皮摸上去又硬又扎，但脚踩上去却有弹性，还会发出吱吱声。我能想象人在上面奔跑的感觉，但肯定得适应一阵子。

这块新场地只是康奈尔 7000 万美元扩建娱乐空间计划的一部分。今年春天，学校计划铺设约 25 万平方英尺的人造草皮。这种东西自上世纪中叶起就被人们俗称为“astroturf”（太空草皮）。校方公关说它将成为“促进健康的校园”的重要组成部分，有助于“个人、社会和生态福祉的整体发展”。小泉运营着一个叫 Zero Waste Ithaca 的反塑料环保组织，她认为这些说法大多是胡扯。

这场战争不只是寻常的校园与社区的对立。人造草皮过去只出现在职业体育场馆，偶尔在郊区的某户人家后院。而今天，全美各地的社区都在争论要不要把它铺进游乐场、公园和遛狗区。支持者说它比真草更便宜、更耐用，不需要那么多水、化肥和维护，而且能提供更长的使用时间——真草场一年能用的时间比它少得多。这对追求更强运动项目的运动员和学校来说是一种竞争优势。

新一代合成草皮的外观和手感确实比上世纪中叶的版本好很多，但它本质上仍然是塑料。一些证据显示它会脱落碎屑，危害使用者和环境，还含有被称为“永久化学品”的 PFAS（全氟和多氟烷基物质），这类物质与多种健康问题相关。塑料草下面的填充层通常由轮胎粉碎而成，也可能存在健康风险。而且塑料场地大约每十年就要换一次，产生大量废弃物。

但这种东西卖得很好。2001 年美国铺设的人造草皮刚刚超过 700 万平方米，不到 1.1 万吨。到 2024 年，这个数字已经达到 7900 万平方米，足以铺满整个曼哈顿还绰绰有余，总重约 12 万吨。人造草皮覆盖了 2 万块运动场和数万个公园、游乐场和后院。而美国只占全球市场的 20%。

这种快速增长让研究微塑料和环境污染的人感到担忧。实际风险究竟有多大很难判断；塑料制造业坚称只要安装得当，合成草场就是安全的，但许多研究人员并不这么认为。“它们很贵，含有有毒化学物质，让孩子们承受不必要的风险，”波士顿学院流行病学家菲利普·兰德里根（Philip Landrigan）说。他长期研究铅和微塑料等环境毒素。

但在康奈尔这样土地有限、运动设施需求很高的地方，人造草皮成了一个诱人的选项。正如康奈尔草坪学教授弗兰克·罗西告诉我的那样：“这件事归根结底就是土地和需求的问题。”

1965 年，休斯顿那座新的圆顶棒球场——阿斯特罗穹顶球场（Astrodome），是太空时代设计的标志性建筑。但它很快就遇上了一个谁也没想到的麻烦：阳光。在得州腹地，阳光透过天窗射入场内，亮到球员接外野高飞球时频频漏接。于是球队把天窗涂黑。失去阳光，外野的草迅速枯死。

其实一种替代材料早就在研发了，只是最初跟棒球场毫无关系。上世纪 50 年代末，福特基金会资助的一个教育实验室认为，城市里的孩子需要更多能在户外奔跑玩耍的地方，而这需要一种柔软的、类似草坪的地面材料。他们游说孟山都（Monsanto）公司去发明这样一种东西。孟山都做出来的产品是这样的：把剪短的尼龙草丝粘在一块橡胶底板上，公司给它起名叫 ChemGrass（化学草）。这东西后来被铺进了休斯顿球场的外野，并换上了一个更响亮的新名字：AstroTurf（太空草皮）。

第一代模拟草坪又硬又脆，但质量一直在改进。今天市面上有几款竞争产品，但它们的做法都一样：把石油基聚合物（也就是塑料）通过微小的孔挤出成丝，再把这些纤维缝合或熔接到一种地毯式的底布上，然后连上某种塑料填充层；70 年代开始，业内开始在底下加入填料，通常是沙子；到 90 年代，“第三代”合成草皮改用更柔软的聚乙烯纤维。底下的填充也升级了：沙子混合一种便宜柔软的橡胶颗粒，这种颗粒由每年数以亿计的废弃汽车轮胎粉碎而来。这种“橡胶颗粒”起到缓冲作用，并填入草丝与底布之间的缝隙。

80 年代初，美国近一半的职业棒球和橄榄球场都用上了合成草皮。但很多球员并不喜欢。它比真草更烫，球在上面的反应不同，球员的受伤率似乎也在上升。90 年代以来，大多数职业体育项目又回归到了真草——相比保证球员状态和减少受伤风险，节水和维护成本就显得不那么重要。

但越来越多的大学和高中开始购买人造草皮。优势是显而易见的：一块真草场一年最多也就能用 800 多个小时，而且集中在美国北部较凉爽湿润的那 8 个月里；而一块人造草场一年能用 3000 小时。对于像长曲棍球这种冬末就开始训练的项目，人造草皮的吸引力更大。大多数长曲棍球场现在都是合成材质，几乎所有曲棍球场也都是——球员们喜欢那种均匀而有弹性的球面反弹感。

支持者还说人造草皮比真草更省维护，节省开支和资源。这并不完全准确。工作人员仍然要定期松土、冲洗鸟粪或给场地降温，有时候还要补填充料。但真草一次能用的时间更少，而且为了避免损坏还需要轮换场地，所以合成地面占用的总空间反而更少。这就是 21 世纪这个市场爆炸式增长的原因。

这个理由并非人人都买账。“这是个坏主意，但那是从环境角度看的，”康奈尔公民生态实验室主任玛丽安·克拉斯尼（Marianne Krasny）说。她曾在那几场听证会上发言。“体育部显然觉得这是个好主意。”

要把科学真相理清楚并不容易。随着时间推移，合成草皮所用的塑料会向环境中脱落碎屑。2023 年发表在《环境污染》期刊上的一项研究发现，巴塞罗那附近一条河流和地中海里的中等尺寸及微塑料颗粒中，有 15% 来自人造草皮，主要是细小的绿色纤维。早在 2020 年，欧洲化学品管理局就估计欧盟范围内的人造草场填料每年向环境释放 1.6 万吨微塑料，占全年微塑料污染总量的 38%。其中大部分来自橡胶颗粒填充，欧洲计划在 2031 年前将这类填料全面禁止。

这种污染让康奈尔的活动人士感到担忧。伊萨卡以其风景如画的峡谷和水道闻名。新建的曲棍球场位于一条小溪的上游，这条溪流最终汇入卡尤加湖——五指湖中最长的一个，也是超过 4 万人的饮用水源。

问题还不仅仅是塑料碎屑。当新一代合成草皮改用更耐用的高密度聚乙烯后，新材料会堵塞生产过程中使用的挤出机。于是草皮制造商开始添加氟化聚合物，也就是 PFAS 的一种。这些在环境中持续存在的“永久化学品”有的会致癌，有的会干扰内分泌系统，或引发其他健康问题。多个实验室的研究已经在各类塑料草皮中检测到了 PFAS。

但要评估真实威胁，关键在于暴露量。当时在圣母大学工作的分析化学家希瑟·怀特黑德（Heather Whitehead）在合成草皮中发现了约 5 ppb（十亿分之五）浓度的 PFAS，但她估算这类物质在从场地流出的水中浓度约为 3 ppt（万亿分之三）。作为参照，美国环保署对一种最普遍、最危险的 PFAS 设定的饮用水法定上限是 4 ppt。“这些化学物质会以微量长期渗出，”怀特黑德的导师、研究 PFAS 浓度的核物理学家格雷厄姆·皮斯利（Graham Peaslee）说，“我觉得这个理由就足以让人不选人造草皮。”

但这件事很复杂。已知的 PFAS 有超过 1.6 万种，其中被充分研究的很少，不同公司又使用不同的生产工艺。合成草皮协会（Synthetic Turf Council）主席梅拉妮·泰勒（Melanie Taylor）表示，该协会代表的企业目前“在生产中不主动添加任何 PFAS”。这意味着产品下线时，没有任何含 PFAS 的配方材料。

一些研究人员对行业的保证持怀疑态度。这类说法很难验证，尤其是因为检测 PFAS 的方法有很多种。康奈尔新曲棍球场使用的合成草皮叫 GreenFields TX。学校用美国环保署的一种方法测试过样品，该方法可检测 40 种不同的 PFAS 化合物，结果全部为阴性。当地活动人士反驳说，这种检测并不能发现他们最担心的那几类 PFAS。2025 年他们自费对新购的合成草皮样品做了三次独立检测，其中两次明确检出了氟（PFAS 中的“F”），一次还识别出两种具体的 PFAS 化合物。（GreenFields TX 的生产商 TenCate 以正在诉讼为由拒绝置评。）

PFAS 并不是唯一可能的问题。由轮胎粉碎而成的橡胶颗粒也是。全球每年有 10 亿条轮胎被丢弃，如果不回收，它们就会堆积成山，成为老鼠和蚊子的温床，还偶尔会起火。用于人造草皮填充的轮胎大多由丁苯橡胶（SBR）制成。大量接触 SBR 是有害的：丁二烯是一种致癌物，可引发白血病；苯乙烯的挥发气体会损伤神经系统。SBR 还含有较高浓度的铅。

但这些物质会从草皮填充中释放多少呢？这同样是争论激烈的问题。世界各地的研究人员发表过多项研究，提示合成草皮中可能含有锌、铅等重金属的危险浓度，对使用者存在健康风险。但加拿大国家环境健康合作中心对相关研究做过系统回顾，结论是过去十年大多数严谨的健康风险评估都发现，暴露水平低于致癌和其他某些疾病的警戒线。2017 年欧洲化学品管理局（就是那群测出大量微塑料的人）出具的报告也称，“没有理由劝阻人们在使用回收橡胶颗粒填充的合成草场上运动”。2024 年美国环保署发表的一项多年研究也得出了类似结论，不过研究人员提到室内使用人造草皮的场所内某些合成化学物质的浓度偏高，并强调这项研究本身不是风险评估。

问题在于，这些化学物质可能引发的癌症往往要几十年后才显现。长期研究目前还没有。现有的所有证据都是个案性的——比如《费城询问报》的一系列报道，就把六名前费城人队球员死于一种罕见脑癌（胶质母细胞瘤）与他们在含 PFAS 的人造草皮上多年打球联系了起来。这个比例大约是成年男性胶质母细胞瘤正常发病率的三倍，但报道本身也附带了很多警告：样本量小、可能有其他病因、无法确立因果关系。

但合成草皮有一个没人反驳的缺点：在阳光下会变得非常烫，温度能达到 150 华氏度（66 摄氏度）。这足以真的烫伤球员，所以他们在大热天经常不愿意用这种场地。

在人造草皮上比赛的运动员足踝受伤率更高，顶级橄榄球运动员在这类场地上似乎更容易出现膝盖伤病。但也有研究发现人造和天然草坪的膝关节和髋关节受伤率相当，康奈尔项目的景观设计师在校方发给城市的资料包里就提到了这一点。体育部门和城市公园部门认为，既然没有确凿的伤害证据，人造草皮的优点仍然值得采用。

回到伊萨卡，康奈尔聘请了一家叫 Haley & Aldrich 的环境咨询公司来评估证据。该公司的结论是，校方计划铺设的所有人造草皮都不会对环境产生负面影响。Cornell on Fire 和 Zero Waste Ithaca 的成员告诉我他们不相信这家公司的结论。Haley & Aldrich 的代表拒绝置评。

资深活动人士说，随着全球化石燃料消费下降，石化公司正在拼命寻找新市场，而塑料就是答案。“行业正在大力推动把更多石化产品变成塑料制品投放终端市场，”生态中心的消费品研究员杰夫·吉尔哈特（Jeff Gearhart）说，“那些在石化行业有既得利益的人，正在为这些东西开拓和建设新市场。”

这一切以及更多的信息都被摆到了伊萨卡决策者面前。2024 年 9 月，伊萨卡市规划委员会一致裁定 Meinig Fieldhouse 不会产生重大环境影响，因此无需完成完整的环境影响评估。六个月后，伊萨卡镇对曲棍球场做出了同样的裁定。

Zero Waste Ithaca 向纽约州最高法院提起诉讼，败诉；小泉和佩斯大学环境诉讼诊所的律师提起了上诉。她说她仍然希望法院能够认定伊萨卡当局在未要求康奈尔出具环境影响声明一事上犯了错误。“科学站在我们这边，”她说。

伊萨卡是个特殊的地方，一座常春藤联盟大学所在的城镇。但这种由环境健康风险与财务成本带来的紧张关系，正在全美各地让忧心忡忡的公民与他们的代表及市政机构对立起来。

纽约市有 286 块市政人造草皮场地，还有更多正在建设中。在曼哈顿最北端的 Inwood 区，两块场地在疫情期间通过 Zoom 会议获批。当地做万花筒的艺术家马西莫·斯特里诺（Massimo Strino）说，他是在 Inwood Hill Park 沿哈德逊河日常散步时看到施工公告牌才知道的。他加入了反对运动，征集到超过 4300 个签名。“每个周末我都在街头拉签名，”斯特里诺说，“支持的人用一只手就数得过来，真的。”

但这不包括最初推动修建这块场地的那群人：Uptown Soccer。这是一家每年为 1000 名儿童提供免费和低价足球课程与比赛的组织，这些孩子大多来自缺乏资源的移民家庭。“这件事把一块闲置的社区空间变成了可用的空间，”该组织执行总监大卫·赛克斯（David Sykes）说，“这比那些关于环境影响的抽象担忧更重要。我不是人造草皮专家，但公园部门向我保证过没有健康风险。”

纽约市议员克里斯托弗·马尔特（Christopher Marte）不这么看。他提出了一项议案，禁止在公园新建人造草皮场地。他希望公园委员会今年春天能讨论这项议案。上一届会期，这项议案有 10 位联合提案人，这是个不小的数字。马尔特说他预计会遇到游说团体的阻力，但先例是有的：波士顿已于 2022 年禁止人造草皮。

简而言之，这种争论可能非常紧张。在马萨诸塞州的玛莎葡萄园岛，一次关于在当地高中安装人造草皮计划的会议因言语暴力而提前结束。当地卫生委员会一位对草皮中 PFAS 问题提出担忧的工作人员后来辞职了。她说自己在手提包里发现了弹壳，感觉那是死亡威胁。经过 8 年的抗争，委员会最终全面禁止了人造草皮。

接下来会怎样？户外人造草皮的使用寿命只有 8 到 12 年，之后就要拆除更换。合成草皮协会说它至少部分可以回收，并举出一家叫 BestPLUS Plastic Lumber 的公司作为回收产品供应商的例子。该公司说他们的一款叫 GreenBoard 的衬板产品中，至少有 40% 的材料来自回收的人造草皮。人造草皮可以直接钉在这种衬板上。BestPLUS 负责塑料回收的副总裁兼总经理约瑟夫·萨德利尔（Joseph Sadlier）说，公司每年回收超过 1000 万磅的塑料。

但这些材料仍然在积压。2021 年，一家叫 Re-Match 的丹麦公司宣布计划在宾州开一家回收厂，并开始在三个地点囤积数千吨废旧塑料草皮。2025 年，这家公司申请了破产。

这才是真正的问题：人造草皮根本无法消失。“你将来还得花钱把它处理掉，”PFAS 专家皮斯利说，“总要有人把它拉到垃圾场，它会在那里躺上一千年。”即便把铺装和维护都算上，真草至少是一个净碳汇，而合成草皮会释放温室气体。有一项针对多伦多一块 2.2 英亩合成草场的生命周期分析得出结论：它在 10 年内将排放 55 吨二氧化碳。塑料场地维护用水更少，但制造塑料本身需要水，而且真草能让雨水渗入地下，人造草皮则让大部分雨水作为径流流走。

要在这么多问题中做决定，真的让人头大。康奈尔的草坪科学家罗西说，他能理解为什么美国北部一所学校即便关心学生健康，最后也可能选择塑料。“这是最不坏的选择，”他说。关于微塑料和 PFAS 的担忧“是我们尚未完全解决的重大问题”，而这些问题必须被解决。