香港理工大學(xué)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,以往評(píng)估塑膠污染主要關(guān)注物理和化學(xué)影響,但現(xiàn)在應(yīng)更加重視塑膠帶來(lái)的微生物威脅。他指出,塑膠廢物及其附帶的微生物群落可通過(guò)水流或風(fēng)等媒介長(zhǎng)距離流動(dòng),破壞自然分布的微生物品種。病毒在塑膠上能存活更長(zhǎng)時(shí)間并具有更強(qiáng)傳染力,容易加速病毒擴(kuò)散,甚至導(dǎo)致疫情暴發(fā)。
金靈領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)揭示了依附在塑膠廢物上的微生物群落所帶來(lái)的生態(tài)危害。他們正推動(dòng)構(gòu)建全球數(shù)據(jù)庫(kù)及模型,以評(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)。目前全球每年產(chǎn)生約四億噸塑膠廢物,累計(jì)總量已達(dá)70億噸,但回收率不足一成,八成會(huì)積聚在環(huán)境中。這些塑膠為微生物提供豐富養(yǎng)分,形成獨(dú)特的微生物群落——塑膠際。
研究表明,一克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。隨著塑膠廢物不斷增加且降解緩慢,塑膠際迅速擴(kuò)大,棲息大量微生物。金靈及其團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析淡水、海水和陸地三種環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)的塑膠際及自然環(huán)境的微生物樣本,全面概述了塑膠際獨(dú)特且多樣的微生物群落。研究成果已在跨學(xué)科國(guó)際期刊《The Innovation》上發(fā)表,并被評(píng)為2020年至2024年最受歡迎的論文之一。
研究發(fā)現(xiàn),無(wú)論在哪種環(huán)境系統(tǒng)中,塑膠際與該環(huán)境本身的微生物群落在種類及共存模式上存在顯著差異。塑膠際中的微生物群落由相互連結(jié)薄弱的特定微生物組成,在自然界中較為罕見(jiàn)。相比自然環(huán)境的微生物群落,塑膠際具有更強(qiáng)的分解有機(jī)化合物能力,可能增加溫室氣體排放并加速碳循環(huán)。特別是在淡水系統(tǒng)中,塑膠際中有大量擾亂氮循環(huán)的細(xì)菌,釋放亞硝酸鹽、一氧化二氮等有害物質(zhì)。
塑膠際中還含有對(duì)人類、動(dòng)物及植物健康構(gòu)成威脅的病原體,包括一些原本不存在于該環(huán)境系統(tǒng)中的品種,表明塑膠際可能攜帶病原體穿梭于不同生態(tài)系統(tǒng)。金靈及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步闡述了塑膠際帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,指出塑膠碎片大小不一,可以攜帶寄居的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??梢灾苯颖晦r(nóng)作物吸收,面積較大的塑膠碎片則容易被動(dòng)物吞食。
金靈及其團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)評(píng)估塑膠際微生物群落對(duì)生態(tài)的影響及預(yù)測(cè)其潛在風(fēng)險(xiǎn)的重要性。他們希望通過(guò)結(jié)合地面監(jiān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)及計(jì)算模型等方法,監(jiān)測(cè)塑膠際在不同生態(tài)系統(tǒng)、地區(qū)和國(guó)家間的流動(dòng)軌跡、運(yùn)輸動(dòng)態(tài)及歸屬。這項(xiàng)任務(wù)復(fù)雜但可行,需要廣泛的國(guó)際合作及跨學(xué)科合作,并運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感及物聯(lián)網(wǎng)連接的納米傳感器等先進(jìn)技術(shù)。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)一致且可執(zhí)行的見(jiàn)解。
金靈及其團(tuán)隊(duì)正積極與全球伙伴合作收集塑膠樣本,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)有研究開(kāi)發(fā)新模型,評(píng)估和量化塑膠污染對(duì)微生物的影響。金靈表示,塑膠際的嚴(yán)重程度因地理位置而異,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(guò)先進(jìn)的繪圖與追蹤技術(shù),他們的研究有望加深對(duì)塑膠廢物上微生物遷移過(guò)程的理解,從而進(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,有助于制定更有效的環(huán)境政策和公共衛(wèi)生策略。