微塑料那麼小,能不能用細菌去吸回來?
2021年05月18日10:20

  來源: 世界科學

  物體表面的細菌群體會自然聚集在一起並粘附其上,形成一種“生物膜”(biofilm)。舉個例子,咱每天早上刷牙時仔細清刷的牙菌斑(牙垢)就是一種頑固的生物膜。而在微生物學家看來,細菌生物膜是極具潛力的微塑料捕手。近期,有研究團隊基於粘性細菌打造了帶狀的微生物網,可高效捕獲污水中的微塑料,並形成可被回收利用的斑塊。

  在澳州雪梨的曼利灣海灘,從海洋里撈出的塑料微粒和有機物

  微塑料通常會在生產製造、物品分解(如購物袋或水瓶)或日常活動(如尼龍T恤之類的合成纖維織物的清洗或含微珠的個人護理產品的使用)的過程中意外釋放到環境里。

  儘管它們尺寸很小,但進入環境後,它們威脅很大。微塑料不易生物降解,因此它們會長時間停留,還會吸收和積累有毒化學物質。它們會散至廢水和海洋,危及直接或間接食用了它們的海洋動物,最終順著食物鏈,進入人類身體。

  根據國際海事組織(IMO)的數據,在2018年,發現超過114種水生生物體內含有微塑料,研究人員還在鹽、生菜、Apple等食物中檢測出了微塑料。但目前還沒有任何一種通用且可持續的方法來解決微塑料難題。

  全世界的研究人員正致力於尋找方法來應對這項挑戰。

  來自香港理工大學的微生物學家西爾維婭·劉(Sylvia Yang Liu)帶領團隊提供了新的思路,該團隊設計了一種由綠膿杆菌(Pseudomonas aeruginosa,又稱銅綠假單胞菌)組成的細菌生物膜。這種膜能固定並吸收漫遊於水中的微塑料,然後帶著它們沉至水底,而更為重要和精彩的一步在於:

  由於綠膿杆菌網膜具備“捕獲-釋放機製”,這意味著研究人員可以將細菌捕獲的微塑料再釋放出來,這些微塑料便可進行循環利用。整個過程高效而又綠色。

  英國愛丁堡大學的研究員喬安娜•薩德勒(Joanna Sadler)雖未參與此項研究,但對其高度讚賞:“這是利用生物膜工程學方法解決塑料汙染危機的關鍵創新應用。處理微塑料的最大挑戰之一就是捕捉尺寸如此微小的顆粒,而劉的團隊已經證明了細菌生物膜是解決這方面難題的利器,它有望進一步發展成為現實世界的廢水處理技術。”

  當然,新研究毫無疑問只是初步的。劉等人的工作僅僅是完成於受控的實驗室條件下的概念驗證(proof-of-concept)實驗,尚未在海洋或下水道中開展測試;此外,他們設計的生物膜的綠膿杆菌能產生多種致病物質,對人體健康有威脅,因此可能難以在大規模項目中使用。

  不過研究團隊充滿信心地表示:方法是可以被複製的,他們接下來會嚐試尋找能直接在污水或其他水環境里形成自然生物膜的細菌。

  英國思克萊德大學的分子微生物學家尼古拉斯•塔克(Nicholas Tucker)表示:“就微塑料捕獲的角度來看,這項成果是相當吸引人的,而更值得關注的下一步工作就是驗證它能否規模化、體系化。”塔克指出,研究者應該嚐試在更多不同類型的表面去生長生物膜,找到最合適的“基底”。

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