关注70亿吨塑料垃圾中的微生物！
多个国家正致力于解决塑料污染，包括东南亚国家联盟的海洋垃圾减少框架、欧洲塑料公约以及即将完成的联合国全球塑料条约。然而，塑料垃圾中的微生物群落—“塑生圈”常常被忽视。初步研究显示，这一人造栖息地成为病原体等微生物的流动储存库，但我们对其了解有限。作为研究塑料污染影响的科学家，香港理工大学金灵团队呼吁各界绘制塑生圈微生物组图，以评估其对生态系统和人类的风险，并制定减缓策略。
已知事实
塑料垃圾的广泛存在导致“塑生圈”覆盖了大量水域和陆地。至今，全球已产生超过70亿吨塑料废物，由于塑料垃圾不断增加且降解极慢，塑生圈迅速扩张，为微生物提供了理想的栖息地。研究显示，在一平方厘米的海洋塑生圈中可发现超过8万种硅藻，同时一克海洋塑料的微生物量是开放海洋水体一立方米的十倍。
塑料中包含多种可作为微生物营养源的化合物，影响陆地和水体中的生物地球化学循环。这些微生物在碳和氮循环中发挥重要作用，并可能促进温室气体的产生。
塑生圈中寄宿着多种病原体，包括病毒和抗生素耐药细菌，这些病原体对植物、动物和人类健康构成威胁。如在开放海洋中稀有的弧菌在北大西洋中部的塑生圈中广泛分布，导致海洋生物和人类疾病。此外，塑生圈中抗生素耐药性强，病毒存活时间更长且传染性更强。
塑生圈由微米到数米的塑料碎片组成，能通过多种途径进入生态系统和食物链。例如，小麦和生菜可以直接吸收亚微米级的塑料颗粒，而大于十微米的塑料颗粒则在多种人类组织中被发现。几厘米长的塑料碎片容易被鱼类、海龟和鸟类等动物摄入。
塑料颗粒及其微生物群落可以通过贸易路线、溪流和风等途径长距离移动，这将改变微生物物种的自然分布，加速病原体和耐药性的传播，扰乱生态系统并引发疾病爆发。
为量化塑生圈对生态系统及其种群的影响和预测潜在风险，研究人员应跨学科合作，将地面监测、实验和塑料运输模型结合起来建立相应指标。协调采样程序、实验方法和仪器对描述塑生圈复杂的遗传、微生物和代谢特征至关重要。现有项目如全球微塑料倡议、海洋清理项目和联合国河口监测计划应在不同层面建立标准与协议，并分享样本和数据。例如，在清理活动中应按照标准化程序收集塑料样本和污染数据。研究人员需准确绘制与塑生圈相关的病原体、抗生素耐药微生物及其基因的位置和丰度，并量化它们对气候变化的影响。此外，描绘携带微生物群落的塑料垃圾在生态系统和国家间的迁移路径和运输动态也很重要。通过分析遗传元素或环境因素研究微生物来源，特别是病原体，有助于理解生态扰动。目前，塑料污染的风险评估主要关注塑料的物理和化学特性，如尺寸、形状、聚合物类型和添加剂。如今还须考虑微生物风险。为此，提出了四个风险评估优先事项：
1.识别热点：农场、城市河流和沿海地区是塑料废物的主要来源和汇聚点，与人类和食品安全紧密相关。
2.保护脆弱地区：水产养殖区、野生渔场、自然保护区等在维持生物多样性和提供食物方面至关重要，但对污染和微生物入侵高度敏感。
3.针对运输：对塑料的过境和积聚区域如河口、港口、污水处理厂等进行特定的风险评估。
4.关注食物链：微塑料在食品中积累，直接威胁人类健康。
联合国环境规划署、全球环境基金、贝尔蒙特论坛和世界银行等组织应启动资金计划，以支持大规模的监测和评估工作。研究塑料流动及其健康风险的项目应重点关注全球南方国家，这些国家通常需要改进废物处理能力和公共健康保障，并面临来自全球北方的废物出口挑战。研究资金机构，如中国国家自然科学基金、美国环境保护局和欧洲地平线计划，应建立合作研究行动，共同资助不同地区科学家的项目。科学政策机构必须采取行动。例如，2022年在联合国环境规划署授权下成立的政府间化学品、废物和污染预防科学政策小组，旨在弥合科学与政策之间的鸿沟，并应对与化学废物和污染相关的全球问题。该小组应设立一个专门关注塑料污染及塑生圈风险的分支，以建立标准、支持研究并跟踪与政策相关的成果。环境政策制定者和监管机构应优先对研究者识别出的高风险区域进行塑生圈的管理和控制，减少通过全球贸易网络传播的微生物。联合国环境规划署、世界贸易组织、参与联合国可持续发展目标的团队、巴塞尔公约全球塑料废物伙伴关系以及地方政府之间需建立合作，以减少贸易路线。各国还应致力于减少一次性塑料的生产，并开发环保替代品。关注塑料的整个生命周期，将线性经济模式转变为循环经济，将显著改善塑料管理。在联合国全球塑料条约的谈判中，我们呼吁政府间谈判委员会全面应对塑料污染的环境和健康风险。对于高风险人群，针对病原体和抗微生物耐药性的保护措施至关重要。环境和健康当局应扩大现有的食品安全项目，监测重金属、农药和细菌病原体，同时纳入微塑料，并向消费者传达这些潜在风险。雇主应为从事垃圾捡拾、填埋场工作及塑料废物进出口的员工提供定制的防护装备、工资补贴和定期健康检查。应由科学家和专家小组建立国际非营利论坛，促进塑料污染研究成果的交流，并推动科学家、政策制定者、私营部门和公众之间的合作。最后，科学传播者和媒体应让公众了解现存风险及减缓措施。建立统一的全球战略来应对塑生圈的微生物风险；联合国围绕塑料条约的谈判可以促进具体行动的落实。--检测服务--
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doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-03150-6声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
