物體表面的細菌群體會(huì )自然聚集在一起并粘附其上,形成一種“生物膜”(biofilm)。舉個(gè)例子,咱每天早上刷牙時(shí)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(xué)家看來(lái),細菌生物膜是極具潛力的微塑料捕手。近期,有研究團隊基于粘性細菌打造了帶狀的微生物網(wǎng),可高效捕獲污水中的微塑料,并形成可被回收利用的斑塊。
微塑料通常會(huì )在生產(chǎn)制造、物品分解(如購物袋或水瓶)或日?;顒?dòng)(如尼龍T恤之類(lèi)的合成纖維織物的清洗或含微珠的個(gè)人護理產(chǎn)品的使用)的過(guò)程中意外釋放到環(huán)境里。
盡管它們尺寸很小,但進(jìn)入環(huán)境后,它們威脅很大。微塑料不易生物降解,因此它們會(huì )長(cháng)時(shí)間停留,還會(huì )吸收和積累有毒化學(xué)物質(zhì)。它們會(huì )散至廢水和海洋,危及直接或間接食用了它們的海洋動(dòng)物,最終順著(zhù)食物鏈,進(jìn)入人類(lèi)身體。
根據國際海事組織(IMO)的數據,在2018年,發(fā)現超過(guò)114種水生生物體內含有微塑料,研究人員還在鹽、生菜、蘋(píng)果等食物中檢測出了微塑料。但目前還沒(méi)有任何一種通用且可持續的方法來(lái)解決微塑料難題。
全世界的研究人員正致力于尋找方法來(lái)應對這項挑戰。
來(lái)自香港理工大學(xué)的微生物學(xué)家西爾維婭·劉(Sylvia Yang Liu)帶領(lǐng)團隊提供了新的思路,該團隊設計了一種由綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa,又稱(chēng)銅綠假單胞菌)組成的細菌生物膜。這種膜能固定并吸收漫游于水中的微塑料,然后帶著(zhù)它們沉至水底,而更為重要和精彩的一步在于:
由于綠膿桿菌網(wǎng)膜具備“捕獲-釋放機制”,這意味著(zhù)研究人員可以將細菌捕獲的微塑料再釋放出來(lái),這些微塑料便可進(jìn)行循環(huán)利用。整個(gè)過(guò)程高效而又綠色。
英國愛(ài)丁堡大學(xué)的研究員喬安娜?薩德勒(Joanna Sadler)雖未參與此項研究,但對其高度贊賞:“這是利用生物膜工程學(xué)方法解決塑料污染危機的關(guān)鍵創(chuàng )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(jīng)證明了細菌生物膜是解決這方面難題的利器,它有望進(jìn)一步發(fā)展成為現實(shí)世界的廢水處理技術(shù)。”
當然,新研究毫無(wú)疑問(wèn)只是初步的。劉等人的工作僅僅是完成于受控的實(shí)驗室條件下的概念驗證(proof-of-concept)實(shí)驗,尚未在海洋或下水道中開(kāi)展測試;此外,他們設計的生物膜的綠膿桿菌能產(chǎn)生多種致病物質(zhì),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(guò)研究團隊充滿(mǎn)信心地表示:方法是可以被復制的,他們接下來(lái)會(huì )嘗試尋找能直接在污水或其他水環(huán)境里形成自然生物膜的細菌。
英國思克萊德大學(xué)的分子微生物學(xué)家尼古拉斯?塔克(Nicholas Tucker)表示:“就微塑料捕獲的角度來(lái)看,這項成果是相當吸引人的,而更值得關(guān)注的下一步工作就是驗證它能否規?;?、體系化。”塔克指出,研究者應該嘗試在更多不同類(lèi)型的表面去生長(cháng)生物膜,找到最合適的“基底”。