新研究揭示：塑膠廢物潛藏微生物群落或引發(fā)生態(tài)危機(jī)

 “以往我們主要通過物理和化學(xué)影響來評(píng)估塑膠污染的影響，但現(xiàn)在應(yīng)更重視塑膠際帶來的微生物威脅。”香港理工大學(xué)（簡稱“港理大”）土木及環(huán)境工程學(xué)系、醫(yī)療科技及資訊學(xué)系助理教授金靈表示。

金靈介紹，塑膠廢物及其附帶的微生物群落可以隨水流或風(fēng)等不同媒介長距離流動(dòng)，破壞微生物品種的自然分布，加上病毒在塑膠際中能存活更長時(shí)間，并具有更強(qiáng)的傳染力，容易加速病毒擴(kuò)散，甚至導(dǎo)致疫情暴發(fā)。

由金靈領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)揭示了常被忽略、依附在塑膠廢物上的微生物群落所帶來的生態(tài)危害。該團(tuán)隊(duì)正推動(dòng)建構(gòu)全球數(shù)據(jù)庫及模型，評(píng)估有害微生物隨塑膠廢物流動(dòng)的軌跡及潛在風(fēng)險(xiǎn)。

金靈教授（左）與研究的第一作者土木及環(huán)境工程學(xué)系博士后研究員李長超博士（右）。香港理工大學(xué)供圖

塑膠際或能攜帶病原體穿梭于不同的生態(tài)系統(tǒng)

目前全球每年約產(chǎn)生四億噸塑膠廢物，至今累計(jì)總量已達(dá)70 億噸，但當(dāng)中不足一成被回收，八成會(huì)積聚在環(huán)境中。塑膠由多種不同的化合物組成，可為微生物提供豐富養(yǎng)分，形成在水陸環(huán)境中黏附于塑料廢物的獨(dú)特微生物群落——塑膠際。

有研究顯示，重量約一克的海洋塑膠廢物所附帶的微生物生物量比1000升海水高出十倍。隨著越來越多塑膠廢物產(chǎn)生，由于其降解速度緩慢，意味著塑膠際正迅速擴(kuò)大，并棲息了大量的微生物。

金靈及研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合實(shí)地采集的樣本及可開放取用的數(shù)據(jù)，分析在淡水、海水和陸地三種環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)，塑膠際及自然環(huán)境的微生物樣本，從而對(duì)塑膠際獨(dú)特且多樣的微生物群落作出全面概述。研究成果已在跨學(xué)科國際期刊《The Innovation》上發(fā)表，更被評(píng)為2020年至2024年最受歡迎的論文。

研究發(fā)現(xiàn)，無論在哪一種環(huán)境系統(tǒng)中，塑膠際和該環(huán)境本身的微生物群落，在微生物的種類及共存模式上都存在顯著差異，其中塑膠際的微生物群落更是由相互連結(jié)薄弱的特定微生物組成，在自然界中很罕見。

與自然環(huán)境的微生物群落相比，塑膠際具有更顯著的分解有機(jī)化合物能力，或會(huì)增加溫室氣體排放，并加速碳循環(huán)。尤其在淡水系統(tǒng)中，塑膠際中有大量能擾亂氮循環(huán)的細(xì)菌，會(huì)釋放亞硝酸鹽、一氧化二氮等有害物質(zhì)。

此外，塑膠際中對(duì)人類、動(dòng)物及植物健康構(gòu)成威脅的病原體也明顯增加，當(dāng)中更包括了部分本身不存在于該環(huán)境系統(tǒng)中的品種，顯示塑膠際或能攜帶病原體穿梭于不同的生態(tài)系統(tǒng)。

金靈及團(tuán)隊(duì)早前應(yīng)邀在國際科學(xué)期刊《自然》上進(jìn)一步闡述塑膠際帶來的迫切環(huán)境問題。他們指出，由于塑膠碎片的大小從微米到幾米不等，可以攜帶寄居的塑膠際微生物群，以多種途徑進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈，例如小至亞微米的塑膠粒可以直接被農(nóng)作物吸收，面積較大的塑膠碎片則容易被動(dòng)物吞食。

建構(gòu)全球數(shù)據(jù)庫追蹤塑膠際軌跡

金靈及團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)評(píng)估塑膠際微生物群落對(duì)生態(tài)的影響，以及預(yù)測其帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要，并期望結(jié)合地面監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)及計(jì)算模型等不同研究成果，監(jiān)測塑膠際穿梭于不同生態(tài)系統(tǒng)、地區(qū)和國家的流動(dòng)軌跡、運(yùn)輸動(dòng)態(tài)及歸屬。

金靈表示，這是一項(xiàng)復(fù)雜但可行的任務(wù)，需要廣泛的國際及跨學(xué)科合作，并運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感及通過物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接的納米傳感器等先進(jìn)技術(shù)，其關(guān)鍵在于規(guī)范化不同領(lǐng)域的研究方法，并建立全球數(shù)據(jù)共享框架，以促進(jìn)一致且可實(shí)行的見解。

金靈及團(tuán)隊(duì)正積極與全球伙伴，包括學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、政府部門及非政府組織等合作收集塑膠樣本，建立全面的全球有害塑膠微生物群落目錄，并繪制相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的流向圖。他們利用現(xiàn)存針對(duì)塑膠廢物遷移和積存狀況的研究，開發(fā)一個(gè)用以評(píng)估和量化塑膠污染對(duì)微生物的影響的新模型。該模型以現(xiàn)有的塑膠存在數(shù)據(jù)和未來的排放估算為基礎(chǔ)，并將通過模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

金靈介紹，塑膠際的嚴(yán)重程度因地理位置而異，并與區(qū)域性的人類活動(dòng)、發(fā)展及環(huán)境管理密切相關(guān)。“通過先進(jìn)的繪圖與追蹤技術(shù)，我們的研究有望加深對(duì)依附在塑膠廢物上的微生物的遷移過程的理解，從而在關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行更精確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和具針對(duì)性的干預(yù)措施。這些數(shù)據(jù)將有助制定更有效的環(huán)境政策和公共衛(wèi)生策略，特別是在受塑膠污染影響最嚴(yán)重的地區(qū)。”