塑膠污染潛藏的全球健康威脅

塑膠污染是當今最迫切的環境挑戰之一，亟需透徹分析和先進技術驅動解決方案。香港理工大學（理大）土木及環境工程學系、醫療科技及資訊學系助理教授金靈教授與研究團隊揭示了與塑膠廢料相關但常被忽視的塑膠微生物群，研究備受國際關注，為制定更全面的全球策略帶來啟示。

迄今為止，全球已產生超過 70 億噸塑膠廢棄物，其中約80%已在環境中積聚。隨著更多塑膠廢棄物產生，然而其降解速度緩慢，引致「塑膠際」（Plastisphere）正在迅速擴大。「塑膠際」是指塑料廢棄物在水陸環境中附著的微生物群落。

新興的微生物棲息地——塑膠際
由金教授帶領的研究對「塑膠際」作出了全面概述，揭示了其獨特且多樣的微生物群落，與自然環境中的微生物群落顯著不同。通過對全球淡水、海水和陸地環境樣本的分析，研究發現這些群落由在自然界中罕見的特定微生物組成，具有顯著的分解有機化合物的能力，從而可能加速碳循環。

研究還指出「塑膠際」是病菌溫床，在氮循環中的擾動，特別是淡水系統中，釋放有害物質如亞硝酸鹽（nitrite）和一氧化二氮（nitrous oxide ）的細菌大量繁殖；此外，當中有害微生物的數量也有所增加，包括對動物、植物和人類構成威脅的病原體。這些研究結果已發表在《The Innovation》期刊上，題為《全球塑膠際作為新擴展的微生物棲息地的生態與風險》，並被評為2020年至2024年最受歡迎論文。

金教授表示：「以往塑膠污染主要通過其物理和化學影響來評估，例如海洋動物被較大碎片纏繞、魚及海鳥攝入碎片等。然而，現在必須考慮『塑膠際』所伴隨的微生物威脅。病毒在塑膠際中能夠存活更長時間，並且具有更強的傳染性，顯著影響陸地和水生環境中的生物地質化學循環。」

他與團隊最近應邀在《自然》（Nature）期刊上發表評論文章，題為《世界70億噸塑膠廢物中的有害微生物是什麼？》，為緊迫的環境問題提供見解。他們指出，「塑膠際」大小從微米到幾米不等，意味著它可以攜帶其所寄居的微生物群，以多種方式及途徑進入生態系統和食物鏈。

最近的研究估計，每平方厘米的海洋塑料碎片上可容納超過8萬個矽藻。值得注意的是，每克海洋塑膠中所含的微生物生物量，比一立方米海水中微生物量還可高一個數量級。塑膠不僅由各種化合物組成，還為微生物提供養分。例如，有害藻類如擬菱形藻已被證實能在「塑膠際」中滋生，這種藻類能夠產生強神經毒素多莫酸，可引致食用貝類積聚該毒素，從而導致食品安全風險。

地理差異和人類活動
「塑膠際」的嚴重程度因地理位置而異，並與區域性人類活動、發展和環境管理密切相關。此外，海洋洋流可以將塑膠集中在某些地區，例如太平洋垃圾帶，進一步加劇「塑膠際」的活動。

研究團隊提出新的風險評估須涵蓋四個優先事項，包括識別與人類和糧食安全密切相關的熱點，例如水產養殖場；保護脆弱地點，如野生珊瑚礁和濕地，這些地點在維護生物多樣性和氣候調節方面發揮重要作用，並且對污染和微生物入侵極為敏感；關注累積塑膠的運輸區域，如河口、污水處理廠和長途運輸船隻。最後，食物鏈是關鍵因素，因為微塑膠可以從葉菜到海鮮的所有食物中積累，對人類健康構成直接威脅。

有效減輕塑膠污染對環境影響，有賴全球合作以及因地制宜。例如，在香港等亞洲城市，由於獨特的城市和沿海動態，要建立一個評估塑膠微生物情況的框架，需要採取多種量身定制的策略，如優先使用地理信息系統（GIS）、遙感和物聯網（IoT）連接的納米傳感器等先進技術，來監測沿海和城市水道及土地的情況。

繪製塑膠碎片的軌跡
繪製塑膠碎片攜帶微生物群在生態系統、地區和國家之間的流動軌跡、運輸動態和歸屬，是一項複雜但可行的任務，金教授指出：「這需要廣泛的國際和跨學科合作，並結合先進技術。這個項目的關鍵在於標準化不同領域的研究方法，並建立全球數據共享框架，以促進一致且可操作的見解。」

金教授的團隊正積極與全球夥伴合作，收集塑膠樣本，建立一個全面的全球有害塑膠微生物群目錄，並繪製相關風險的流向圖。此外，鑑於對環境中塑膠廢物遷移、命運和累積的研究和模型已非常廣泛，他們正基於現有的塑膠存在數據和未來的排放情況，開發一個模型以評估和量化塑膠污染對微生物的影響。該模型將通過模擬實驗進行驗證。

這項舉措有望為減輕塑膠污染的研究和努力帶來深遠影響。增強繪圖與追蹤技術，將加深對塑膠上微生物遷移過程的理解，從而在關鍵領域進行更精確的風險評估和具針對性的干預措施。這些資料將有助制定更有效的環境政策和公共衛生策略，特別是在受塑膠污染影響最嚴重的地區。

憑藉在環境科學領域的卓越成就，金靈教授當選美國環境工程師及科學家學會(AAEES)的2025年度「40位40歲以下卓越人才」。