理大研究揭示塑膠廢物潛藏微生物群落或引發生態危機 倡全球合作監測有害微生物流動軌跡

目前全球每年約產生四億噸塑膠廢物，至今累計總量已達70 億噸，但當中不足一成被回收，八成會積聚在環境中；有關塑膠污染的討論通常圍繞塑膠垃圾被海洋生物誤食或釋放有害物質等風險。香港理工大學（理大）研究團隊揭示了常被忽略、依附在塑膠廢物上的微生物群落所帶來的生態危害。團隊正推動建構全球數據庫及模型，評估有害微生物隨塑膠廢物流動的軌跡及潛在風險。

塑膠由多種不同的化合物組成，可為微生物提供豐富養分，形成了在水陸環境中黏附於塑料廢物的獨特微生物群落——塑膠際（Plastisphere）。有研究顯示，重量約一克的海洋塑膠廢物所附帶的微生物生物量比1,000升海水高出十倍。隨着越來越多塑膠廢物產生，由於其降解速度緩慢，意味着塑膠際正迅速擴大，並棲息了大量的微生物。

由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領導的研究團隊結合實地採集的樣本及可開放取用的數據，分析在淡水、海水和陸地三種環境系統內，塑膠際及自然環境的微生物樣本，從而對塑膠際獨特且多樣的微生物群落作出全面概述。研究成果已在跨學科國際期刊《The Innovation》上發表，更被評為2020年至2024年最受歡迎的論文。

研究發現，無論在哪一種環境系統中，塑膠際和該環境本身的微生物群落，在微生物的種類及共存模式上都存在顯著差異，其中塑膠際的微生物群落是由相互連結薄弱的特定微生物組成，在自然界中很罕見。

與自然環境的微生物群落相比，塑膠際具有更顯著的分解有機化合物能力，或會增加溫室氣體排放，並加速碳循環。尤其在淡水系統中，塑膠際中有大量能擾亂氮循環的細菌，會釋放亞硝酸鹽、一氧化二氮等有害物質。此外，塑膠際中對人類、動物及植物健康構成威脅的病原體也明顯增加，當中更包括了部分本身不存在於該環境系統中的品種，顯示塑膠際或能攜帶病原體穿梭於不同的生態系統。

金靈教授表示：「塑膠廢物及其附帶的微生物群落可以隨水流或風等不同媒介長距離流動，破壞微生物品種的自然分布，加上病毒在塑膠際中能存活更長時間，並具有更強的傳染力，容易加速病毒擴散，甚至導致疫情爆發。以往我們主要通過物理和化學影響來評估塑膠污染的影響，但現在起應更重視塑膠際帶來的微生物威脅。」

金教授及團隊早前應邀在國際科學期刊《自然》上進一步闡述塑膠際帶來的迫切環境問題。他們指出，由於塑膠碎片的大小從微米到幾米不等，可以帶同寄居的塑膠際微生物群，以多種途徑進入生態系統和食物鏈，例如小至亞微米的塑膠粒可以直接被農作物吸收，面積較大的塑膠碎片則容易被動物吞食。

因此，團隊強調評估塑膠際微生物群落對生態的影響，以及預測其帶來的潛在風險至關重要，並期望結合地面監測、實驗及計算模型等不同研究成果，監測塑膠際穿梭於不同生態系統、地區和國家的流動軌跡、運輸動態及歸屬。金教授說：「這是一項複雜但可行的任務，需要廣泛的國際及跨學科合作，並運用地理信息系統（GIS）、遙感及通過物聯網（IoT）連接的納米傳感器等先進技術，其關鍵在於規範化不同領域的研究方法，並建立全球數據共享框架，以促進一致且可實行的見解。」

建構全球數據庫追蹤塑膠際軌跡

團隊正積極與全球夥伴，包括學術機構、政府部門及非政府組織等合作收集塑膠樣本，建立全面的全球有害塑膠微生物群落目錄，並繪製相關風險的流向圖。他們利用現存針對塑膠廢物遷移和積存狀況的研究，開發一個用以評估和量化塑膠污染對微生物的影響的新模型。該模型以現有的塑膠存在數據和未來的排放估算為基礎，並將通過模擬實驗進行驗證。

金教授補充：「塑膠際的嚴重程度因地理位置而異，並與區域性的人類活動、發展及環境管理密切相關。透過先進的繪圖與追蹤技術，我們的研究有望加深對依附在塑膠廢物上的微生物的遷移過程的理解，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。這些數據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。」

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