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微塑料那么小,能不能用细菌去吸回来?

来源: 世界科学





人体发现微塑料!你的这些行为正在加速它的入侵

物体表面的细菌群体会自然聚集在一起并粘附其上,形成一种“生物膜”(biofilm)。举个例子,咱每天早上刷牙时仔细清刷的牙菌斑(牙垢)就是一种顽固的生物膜。而在微生物学家看来,细菌生物膜是极具潜力的微塑料捕手。近期,有研究团队基于粘性细菌打造了带状的微生物网,可高效捕获污水中的微塑料,并形成可被回收利用的斑块。

在澳大利亚悉尼的曼利湾海滩,从海洋里捞出的塑料微粒和有机物

微塑料通常会在生产制造、物品分解(如购物袋或水瓶)或日常活动(如尼龙T恤之类的合成纤维织物的清洗或含微珠的个人护理产品的使用)的过程中意外释放到环境里。

尽管它们尺寸很小,但进入环境后,它们威胁很大。微塑料不易生物降解,因此它们会长时间停留,还会吸收和积累有毒化学物质。它们会散至废水和海洋,危及直接或间接食用了它们的海洋动物,最终顺着食物链,进入人类身体。

根据国际海事组织(IMO)的数据,在2018年,发现超过114种水生生物体内含有微塑料,研究人员还在盐、生菜、苹果等食物中检测出了微塑料。但目前还没有任何一种通用且可持续的方法来解决微塑料难题。

全世界的研究人员正致力于寻找方法来应对这项挑战。

来自香港理工大学的微生物学家西尔维娅·刘(Sylvia Yang Liu)带领团队提供了新的思路,该团队设计了一种由绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa,又称铜绿假单胞菌)组成的细菌生物膜。这种膜能固定并吸收漫游于水中的微塑料,然后带着它们沉至水底,而更为重要和精彩的一步在于:

由于绿脓杆菌网膜具备“捕获-释放机制”,这意味着研究人员可以将细菌捕获的微塑料再释放出来,这些微塑料便可进行循环利用。整个过程高效而又绿色。

英国爱丁堡大学的研究员乔安娜•萨德勒(Joanna Sadler)虽未参与此项研究,但对其高度赞赏:“这是利用生物膜工程学方法解决塑料污染危机的关键创新应用。处理微塑料的最大挑战之一就是捕捉尺寸如此微小的颗粒,而刘的团队已经证明了细菌生物膜是解决这方面难题的利器,它有望进一步发展成为现实世界的废水处理技术。”

当然,新研究毫无疑问只是初步的。刘等人的工作仅仅是完成于受控的实验室条件下的概念验证(proof-of-concept)实验,尚未在海洋或下水道中开展测试;此外,他们设计的生物膜的绿脓杆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:方法是可以被复制的,他们接下来会尝试寻找能直接在污水或其他水环境里形成自然生物膜的细菌。

英国思克莱德大学的分子微生物学家尼古拉斯•塔克(Nicholas Tucker)表示:“就微塑料捕获的角度来看,这项成果是相当吸引人的,而更值得关注的下一步工作就是验证它能否规模化、体系化。”塔克指出,研究者应该尝试在更多不同类型的表面去生长生物膜,找到最合适的“基底”。

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