全球塑料垃圾中潛藏的微生物風險亟須關注

　　塑料污染是當前人類所面臨的重大環境問題。塑料垃圾遍布全球，迄今為止，全球已產生超過70億噸塑料垃圾，每年新增塑料垃圾量近4億噸。

　　為應對塑料污染，各國政府以及國際組織陸續出臺了各種管控政策。但對于塑料污染的風險評估和管控有一個方面常被忽視，即塑料污染所帶來的微生物風險。塑料垃圾進入環境后會迅速被微生物附著，形成以塑料作為基質的獨特的微生態系統，學術上稱之為“塑料際”。研究發現塑料表面容易富集各種致病菌、耐藥菌、病毒等有害微生物，對生態系統和人類健康造成風險。

　　近日，香港理工大學助理教授金靈團隊在《自然》上發表評論文章，介紹并強調了塑料垃圾中潛藏的微生物風險，提出全球應對方案，呼吁社會各界全面評估塑料污染風險，精準有效地制定最佳管控方案。

　　塑料污染中的微生物風險

　　塑料際是一個面積龐大并且在迅速擴張的微生物生境。多數微生物傾向于附著在固體表面生長，而且塑料際的有機微環境也可為微生物提供碳源和其他營養元素，尤其是在海洋等營養元素匱乏的環境中。據估計，一平方厘米的海洋塑料碎片上可容納超過8萬個硅藻，1克塑料上的微生物量比1立方米海水中微生物量還可高一個數量級。

　　塑料際中的微生物可能對生態系統中的元素循環產生影響，研究表明塑料際是溫室氣體排放的熱區。塑料際還是多種植物、動物和人類病原體的溫床。例如，通常在公海中較為少見的一些弧菌在北大西洋中部的塑料碎片中被廣泛檢出，這些弧菌可能會使得海洋生物（包括魚類、貝類和珊瑚）患病。微生物耐藥基因在塑料際中的豐度也通常比自然環境更高。病毒在塑料際中能夠存活更長時間并且具有更強的傳染性。有害藻類如擬菱形藻已被證明能在塑料際中滋生，這種藻類能夠產生強神經毒素多莫酸，導致貝類中毒。

　　塑料碎片可通過多種途徑進入生態系統和食物鏈。例如，小麥和生菜等作物可以直接吸收亞微米級的塑料顆粒，并將其從根部運輸到莖部。幾十微米以上的塑料顆粒已經在人體的各種組織中被發現，如頸動脈、肺組織、結腸組織以及糞便中。厘米級別的碎片也容易被魚類、海龜、鳥類和陸地食草動物攝入體內。富集了各種有害微生物和基因的塑料碎片進入生物體和食物鏈將對生態安全和人類健康產生威脅。

　　塑料碎片及其攜帶的微生物可通過垃圾貿易以及在環境中通過河流、風等形式進行遠距離傳播，這可能會改變微生物物種的自然分布格局，促進病原體和抗生素耐藥性的傳播與蔓延，從而可能擾動生態系統穩態并對生物和人類健康造成風險。

　　“各種有害微生物附著生長在塑料表面，對環境所造成的影響可能比塑料本身的影響還要深遠，在制定塑料污染管控方案時，不能忽視其所帶來的微生物風險。”論文通訊作者金靈說道。

　　全球風險應對策略

　　“未來研究需要量化塑料際微生物組對生態系統的影響，對其潛在風險進行評估和預測。”論文第一作者李長超提出，這需要研究人員建立跨學科合作，結合野外監測、實驗室模擬以及模型預測等手段進行綜合分析。統一采樣流程和實驗方法對于全球合作闡明塑料際中復雜的基因、物種和代謝模式至關重要。

　　該文章還指出，未來需要確定塑料相關的致病菌、耐藥菌等有害微生物的全球分布情況，并量化塑料際微生物對生態系統中元素循環等生態過程的影響，例如溫室氣體的排放。此外，研究還應追蹤塑料垃圾攜帶微生物進行的跨生態系統、跨區域以及跨國家的傳播路徑及歸趨，例如揭示其從垃圾填埋場到河流和海洋，或從塑料廢物出口國到進口國的傳輸動態。

　　“目前，塑料污染的風險評估主要關注塑料的物理和化學特性，如尺寸、形狀、聚合物類型和添加劑。現在必須將塑料污染的微生物風險納入其風險評估體系中。”論文第一作者李長超表示。

　　對此，該論文提出四個風險評估的優先事項。一是識別風險熱點。農田、城市河流和沿海等區域是塑料垃圾的主要源與匯，與人類和食品安全密切相關，需要優先進行塑料污染整體風險評估；二是保護脆弱地區，水產養殖區、野生漁場、自然保護區、野生動物保護區、珊瑚礁和濕地在維持生物多樣性、調節氣候變化以及提供食物等方面發揮著重要作用，但對污染和微生物入侵的抵抗力較弱；三是針對傳輸節點。對塑料進行跨系統、遠距離傳輸的關鍵節點，如河口、港口、污水處理廠以及從事遠程運輸的船只，也需要進行有針對性的風險評估。四是關注食物鏈，微塑料已經在從綠葉蔬菜到海鮮等食物中廣泛積累，直接威脅到人類健康。

　　此外，該文章還從成立專項研究資助、建立專家委員會、調整管控策略、保護人群健康等方面提出具體建議。金靈強調：“應對塑料污染的健康風險需要全球行動。聯合國塑料公約的談判和制定應將塑料污染的微生物風險考慮入內，促進具體行動的落實。”

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1038/d41586-024-03150-6