塑料的影响不仅在自身其表面的微生物影响可能更深远

本文转自：中科院之声
1907年，第一代塑料Bakelite（酚醛塑料）的问世，标志着人类科技的进步。自此，塑料作为一种新的产品逐渐进入人们的视野。由于成本低，稳定性高和延展性好，塑料一度被广泛使用。截止到2019年，每年生产的塑料已经超过了3亿6千万吨（图1）。其中，中国生产的塑料占全球总量的31% 。

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图1.全球塑料产量与塑料发明史(引自Amaral-Zettleretal.Ecologyoftheplastisphere,Nat.Rev.Microbiol.)
频繁使用塑料的后果就是，世界上罕有无塑料的“净土” 。近些年来，各种陆地和水生生态环境中（微/纳）塑料的分布、种类和丰度已经大量报道。从陆地到大气，从土壤到水体，从表层水体到深层沉积物，从河口海岸边到人迹罕至的南北极地区，都检测到塑料的存在。塑料污染已席卷全球。
地球上，大部分塑料最后“归宿”就是海洋，所以，海洋塑料污染尤为严重。据估算，全球每年有1100万吨塑料流入海洋。 2021年联合国环境规划署发布了《从污染到解决方案：海洋垃圾和塑料污染全球评估》报告。报告显示，海洋垃圾中85%是塑料；到2040年，流入海洋生态系统的塑料垃圾量将增加近两倍，相当于每一米海岸线将产生50公斤的塑料垃圾。

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图2海洋塑料残骸(引自Visually,https://visual.ly/tag/marine-debris)
海洋中的塑料对海洋生态系统造成了不可逆的生态影响。首先，塑料自身会释放一些非活性的单体和寡聚体和添加剂（增塑剂、抗氧化剂以及阻燃剂）等有毒有害物质（图3）；同时也会吸附周围水体中的残留的有机物（多环芳烃、多氯联苯等）和重金属，这些都对海洋（如浮游类、贝类、龟类以及哺乳类生物）生物造成威胁。其次，漂浮在海洋中的塑料，在风化、水力剪切以及生物体干扰下，逐渐形成微/纳塑料（粒径小于5cm和小于100nm）。这些塑料颗粒，很容易被海洋生物吸入体内，甚至进入血液中，造成代谢紊乱。

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图3.海洋塑料残骸释放和吸附的化学物质(引自MicroplasticContaminationinAquaticEnvironments,Chapter9)
据报道，所有的海洋生物体都在面临着塑料垃圾带来的饥荒和窒息的风险。海洋中的各类生态系统（如河口、海岸、远洋以及水体、沉积物等）也饱受着塑料垃圾的污染和困扰。因此，如何遏制海洋塑料污染，评估塑料垃圾对海洋生态环境的影响，是亟待解决的环境热点问题。
除了塑料本身的危害外，塑料还可以作为一种新的人工表面，为微生物提供附着的基质和生态位，使得微生物在其表面生长繁殖，形成生物膜，这种新的人造生态系统被称为塑料际。塑料际的生态影响是近些年的研究热点。之前估算塑料表面的生物量占海洋表层水体生物量的0.01%-6% 。由于目前的研究只能量化到进入海洋塑料量的1% ，所以塑料表面的生物量可能是巨大的。
中科院城市环境研究所朱永官团队前期的研究工作已经揭示塑料际中微生物群落（藻类、细菌、古菌、真菌、病毒和原生生物等）的富集和演替，探索了微生物群落内部的交互作用、代谢能力以及微生物群落如何影响周围环境（图4和5）。相关成果以TemporalDynamicsofAntibioticResistomeinthePlastisphereduringMicrobialColonization和Viraldiversityandpotentialenvironmentalriskinmicroplasticatwatershedscale:Evidencefrommetagenomicanalysisofplastisphere为题，分别发表在EnvironmentalScience&Technology和EnvironmentInternational上。

塑料的影响不仅在自身 其表面的微生物影响可能更深远

塑料的影响不仅在自身其表面的微生物影响可能更深远