港理大研究揭示：塑胶废物潜藏微生物群落或引发生态危机
“以往我们主要通过物理和化学影响来评估塑胶污染的影响，但现在应更重视塑胶际带来的微生物威胁。”香港理工大学（简称“港理大”）土木及环境工程学系、医疗科技及资讯学系助理教授金灵表示。
金灵介绍，塑胶废物及其附带的微生物群落可以随水流或风等不同媒介长距离流动，破坏微生物品种的自然分布，加上病毒在塑胶际中能存活更长时间，并具有更强的传染力，容易加速病毒扩散，甚至导致疫情暴发。
由金灵领导的研究团队揭示了常被忽略、依附在塑胶废物上的微生物群落所带来的生态危害。该团队正推动建构全球数据库及模型，评估有害微生物随塑胶废物流动的轨迹及潜在风险。
金灵教授（左）与研究的第一作者土木及环境工程学系博士后研究员李长超博士（右）。香港理工大学供图
塑胶际或能携带病原体穿梭于不同的生态系统
目前全球每年约产生四亿吨塑胶废物，至今累计总量已达70 亿吨，但当中不足一成被回收，八成会积聚在环境中。塑胶由多种不同的化合物组成，可为微生物提供丰富养分，形成在水陆环境中黏附于塑料废物的独特微生物群落——塑胶际。
有研究显示，重量约一克的海洋塑胶废物所附带的微生物生物量比1000升海水高出十倍。随着越来越多塑胶废物产生，由于其降解速度缓慢，意味着塑胶际正迅速扩大，并栖息了大量的微生物。
金灵及研究团队结合实地采集的样本及可开放取用的数据，分析在淡水、海水和陆地三种环境系统内，塑胶际及自然环境的微生物样本，从而对塑胶际独特且多样的微生物群落作出全面概述。研究成果已在跨学科国际期刊《The Innovation》上发表，更被评为2020年至2024年最受欢迎的论文。
研究发现，无论在哪一种环境系统中，塑胶际和该环境本身的微生物群落，在微生物的种类及共存模式上都存在显著差异，其中塑胶际的微生物群落更是由相互连结薄弱的特定微生物组成，在自然界中很罕见。
与自然环境的微生物群落相比，塑胶际具有更显著的分解有机化合物能力，或会增加温室气体排放，并加速碳循环。尤其在淡水系统中，塑胶际中有大量能扰乱氮循环的细菌，会释放亚硝酸盐、一氧化二氮等有害物质。
此外，塑胶际中对人类、动物及植物健康构成威胁的病原体也明显增加，当中更包括了部分本身不存在于该环境系统中的品种，显示塑胶际或能携带病原体穿梭于不同的生态系统。
金灵及团队早前应邀在国际科学期刊《自然》上进一步阐述塑胶际带来的迫切环境问题。他们指出，由于塑胶碎片的大小从微米到几米不等，可以携带寄居的塑胶际微生物群，以多种途径进入生态系统和食物链，例如小至亚微米的塑胶粒可以直接被农作物吸收，面积较大的塑胶碎片则容易被动物吞食。
建构全球数据库追踪塑胶际轨迹
金灵及团队强调评估塑胶际微生物群落对生态的影响，以及预测其带来的潜在风险至关重要，并期望结合地面监测、实验及计算模型等不同研究成果，监测塑胶际穿梭于不同生态系统、地区和国家的流动轨迹、运输动态及归属。
金灵表示，这是一项复杂但可行的任务，需要广泛的国际及跨学科合作，并运用地理信息系统（GIS）、遥感及通过物联网（IoT）连接的纳米传感器等先进技术，其关键在于规范化不同领域的研究方法，并建立全球数据共享框架，以促进一致且可实行的见解。
金灵及团队正积极与全球伙伴，包括学术机构、政府部门及非政府组织等合作收集塑胶样本，建立全面的全球有害塑胶微生物群落目录，并绘制相关风险的流向图。他们利用现存针对塑胶废物迁移和积存状况的研究，开发一个用以评估和量化塑胶污染对微生物的影响的新模型。该模型以现有的塑胶存在数据和未来的排放估算为基础，并将通过模拟实验进行验证。
金灵介绍，塑胶际的严重程度因地理位置而异，并与区域性的人类活动、发展及环境管理密切相关。“通过先进的绘图与追踪技术，我们的研究有望加深对依附在塑胶废物上的微生物的迁移过程的理解，从而在关键领域进行更精确的风险评估和具针对性的干预措施。这些数据将有助制定更有效的环境政策和公共卫生策略，特别是在受塑胶污染影响最严重的地区。”
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