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塑料的影響不僅在自身 其表面的微生物影響可能更深遠

健康知識養生常識

本文轉自：中科院之聲
1907年 ， 第一代塑料Bakelite（酚醛塑料）的問世 ， 標志著人類科技的進步 。 自此 ， 塑料作為一種新的產品逐漸進入人們的視野 。 由于成本低 ， 穩定性高和延展性好 ， 塑料一度被廣泛使用 。 截止到2019年 ， 每年生產的塑料已經超過了3億6千萬噸（圖1） 。 其中 ， 中國生產的塑料占全球總量的31% 。
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圖1.全球塑料產量與塑料發明史(引自Amaral-Zettleretal.Ecologyoftheplastisphere,Nat.Rev.Microbiol.)
頻繁使用塑料的后果就是 ， 世界上罕有無塑料的“凈土” 。 近些年來 ， 各種陸地和水生生態環境中（微/納）塑料的分布、種類和豐度已經大量報道 。 從陸地到大氣 ， 從土壤到水體 ， 從表層水體到深層沉積物 ， 從河口海岸邊到人跡罕至的南北極地區 ， 都檢測到塑料的存在 。 塑料污染已席卷全球 。
地球上 ， 大部分塑料最后“歸宿”就是海洋 ， 所以 ， 海洋塑料污染尤為嚴重 。 據估算 ， 全球每年有1100萬噸塑料流入海洋 。 2021年聯合國環境規劃署發布了《從污染到解決方案：海洋垃圾和塑料污染全球評估》報告 。 報告顯示 ， 海洋垃圾中85%是塑料；到2040年 ， 流入海洋生態系統的塑料垃圾量將增加近兩倍 ， 相當于每一米海岸線將產生50公斤的塑料垃圾 。
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圖2海洋塑料殘骸(引自Visually,https://visual.ly/tag/marine-debris)
海洋中的塑料對海洋生態系統造成了不可逆的生態影響 。 首先 ， 塑料自身會釋放一些非活性的單體和寡聚體和添加劑（增塑劑、抗氧化劑以及阻燃劑）等有毒有害物質（圖3）；同時也會吸附周圍水體中的殘留的有機物（多環芳烴、多氯聯苯等）和重金屬 ， 這些都對海洋（如浮游類、貝類、龜類以及哺乳類生物）生物造成威脅 。 其次 ， 漂浮在海洋中的塑料 ， 在風化、水力剪切以及生物體干擾下 ， 逐漸形成微/納塑料（粒徑小于5cm和小于100nm） 。 這些塑料顆粒 ， 很容易被海洋生物吸入體內 ， 甚至進入血液中 ， 造成代謝紊亂 。
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圖3.海洋塑料殘骸釋放和吸附的化學物質(引自MicroplasticContaminationinAquaticEnvironments,Chapter9)
據報道 ， 所有的海洋生物體都在面臨著塑料垃圾帶來的饑荒和窒息的風險 。 海洋中的各類生態系統（如河口、海岸、遠洋以及水體、沉積物等）也飽受著塑料垃圾的污染和困擾 。 因此 ， 如何遏制海洋塑料污染 ， 評估塑料垃圾對海洋生態環境的影響 ， 是亟待解決的環境熱點問題 。
除了塑料本身的危害外 ， 塑料還可以作為一種新的人工表面 ， 為微生物提供附著的基質和生態位 ， 使得微生物在其表面生長繁殖 ， 形成生物膜 ， 這種新的人造生態系統被稱為塑料際 。 塑料際的生態影響是近些年的研究熱點 。 之前估算塑料表面的生物量占海洋表層水體生物量的0.01%-6% 。 由于目前的研究只能量化到進入海洋塑料量的1% ， 所以塑料表面的生物量可能是巨大的 。
中科院城市環境研究所朱永官團隊前期的研究工作已經揭示塑料際中微生物群落（藻類、細菌、古菌、真菌、病毒和原生生物等）的富集和演替 ， 探索了微生物群落內部的交互作用、代謝能力以及微生物群落如何影響周圍環境（圖4和5） 。 相關成果以TemporalDynamicsofAntibioticResistomeinthePlastisphereduringMicrobialColonization和Viraldiversityandpotentialenvironmentalriskinmicroplasticatwatershedscale:Evidencefrommetagenomicanalysisofplastisphere為題 ， 分別發表在EnvironmentalScience&Technology和EnvironmentInternational上 。