用细菌“捕捞”微塑料
2024-12-19袁柳
就在刚刚,你又喝下了一口微塑料。
“喝下一口微塑料”听起来有些可怕,可是,这并不是危言耸听,微塑料如今已经包围了人类。微塑料指的是直径小于5毫米的塑料颗粒,生活中的许多常见行为都可能将大块塑料撕裂成微塑料,比如洗涤化学纤维制成的衣物、截取一段塑料胶带粘贴破损的物体,甚至撕开一包薯片的塑料包装袋。除此之外,工业生产中能产生的微塑料更多。研究发现,一个废水处理厂每天可排放多达200万个微塑料颗粒。微塑料诞生后,很快就会通过多种途径进入水体,海水、淡水、废水、饮用水中都能检测到微塑料的存在。你刚刚喝下的那口饮用水中很可能就包含着数不清的微塑料。
不同于大型塑料碎片,微塑料对包括人类在内的各种生物的危害并不明显。微塑料不会堵塞生物的呼吸道和消化道,不会通过食物链的流动层层累积,2019年的一份来自世卫组织的报告显示,目前尚无直接证据表明饮用水中的微塑料会对人体的健康构成威胁。但这并不意味着微塑料是无害的,其害处更加隐秘而深远,比如微塑料能作为病原体的“公交车”,将更多病原体运输到世界各地。
细菌与微塑料形影不离
大约20年前,美国科学家就发现,塑料是有害藻类繁殖的媒介,比如对人类和动物都有毒害效果的甲藻就对塑料情有独钟。就连寄生虫也能乘坐着微塑料“环游世界”,弓形虫是一种仅在猫粪便中发现的寄生虫,可是它已经感染了海獭和海豚等许多海洋物种,科学家发现,弓形虫正是搭乘着微塑料进入海洋的。
微塑料的主要“乘客”当属细菌。在天然水体中,微塑料表面大约一周便可附着生物膜。生物膜是指附着于有生命或无生命的物体表面,被细菌胞外大分子(一般是多糖)包裹的微生物群体。许多细菌能在生物膜的保护下长期附着在微塑料上,比如导致霍乱和败血症的弧菌属细菌。弧菌在海水中密度很低,但是能够在微塑料表面富集,在北海、波罗的海、法国布列斯特湾和苏格兰福斯河河口等地的微塑料中都发现了致病性弧菌。
更可怕的是,生物膜中的细菌能通过基因交流拥有更强的耐药性,甚至成为超级细菌。美国科学家从新泽西州的三个污水处理厂收集了一批污泥样品,并将两种类型的微塑料——聚乙烯和聚苯乙烯掺入其中,同时将沙子添加到等量污泥中作为对照组。然后,他们检查了不同污泥中生长的细菌以及它们的基因变化。研究人员发现,仅仅过了三天,有微塑料加入的污泥中就生长了8种细菌,数量远高于对照组。而且,微塑料样品中生长的细菌种群中流传着三种特定基因,这是赋予细菌抗生素抗性的基因,其浓度比沙子样品高30倍。
利用细菌捕捉微塑料
由此可见,微塑料有着深远的潜在危害。不过,祸兮福之所倚,覆盖在微塑料上的生物膜也让科学家看到了“捕捉”微塑料的希望。像其他细菌一样,铜绿假单胞菌通过聚集在一起形成菌落、编织生物膜的方式搭乘微塑料。香港理工大学的研究人员希望借助铜绿假单胞菌的生物膜来捕获微塑料,他们在一个装有微塑料的生物反应器中进行了实验,他们发现,铜绿假单胞菌的生物膜导致微塑料聚集在一起,然后在重力作用下下沉到反应器的底部,这使得微塑料更便于收集。等到微塑料下沉到容器底部,研究人员就使用生物膜扩散基因,将生物膜从微塑料表面剥离,最后回收微塑料。与其他正在尝试中的方法相比,这个方法效率高、成本低而且更加环保清洁。
这个方法还有许多改进空间,包括如何将新方法从实验室推广到海洋或废水处理厂;此外,他们所使用的铜绿假单胞菌能产生多种致病物质,对人体健康有威胁,因此可能难以在大规模项目中使用。不过研究团队充满信心地表示:他们接下来会寻找能直接在污水或其他水环境里形成自然生物膜的非致病细菌,将新方法带到更多地方去。
(张甫卿摘自维普资讯网)