随着塑胶产品在人类社会被广泛使用,海洋的微塑胶污染已经成为严重的生态问题,微塑胶因体积微小、易吸附有害物质及难降解等特征,对生态安全和人类健康都构成重大威胁,可以引致疾病甚至死亡。对此,香港理工大学应用生物及化学科技学系助理教授蔡松霖和创新应用博士后研究员刘扬近日接受香港文汇报访问时指,团队研发出快速处理微塑料污染的微生物衍生技术「MicroGlue」(微胶水),透过利用细菌生物膜中细胞外聚合物的黏性捕捉水中的微塑胶,提供安全、高效及低成本的微塑胶处理和收集,有望从城市源头杜绝微塑胶污染物排放和防止其进入大自然,带来全新的角度和方法。◆香港文汇报记者 钟健文
刘扬引述联合国环境规划署(UNEP)数据指,全球每年约有800万吨塑胶被排放到海洋,其中大部分漂浮在海面上或沉积在海底,而微塑胶则在水中自由漂浮;此外,微塑胶也可以从塑胶制品的生产、使用和废弃品处理等环节进入土壤和淡水系统,根据研究,每平方米的河流沉积物中含有平均2,200条塑胶纤维。
微胶污染海洋 人类间接受害
由于直径小于5毫米的微小体积、难降解和易吸附有害物质等性质,微塑胶非常容易被海洋生物摄入,从而通过食物链进入人类体内,已有研究表明,在人类的血液、肺部及粪便中均存在微塑胶颗粒,而根据美国国家毒理学计划(NTP)指出,微塑胶的积累会对人类健康造成影响,包括引起免疫、内分泌和神经系统的反应、一系列炎症及严重疾病,并且由于微塑胶可以吸附大量的重金属和有机污染物,可能也会对人产生毒理影响。
刘扬表示,他们在一次讨论中向理大应用生物及化学科技学系助理教授方家熙提及,治理微塑胶污染的一大难点和关键就是在它们进入食物链之前,把它们收集起来并集中处理,但传统收集方法效率低而且流失率极高,主要研究微塑胶污染海洋毒理学的方家熙遂提出,微生物的产物或许可以帮忙解决这个问题,于是两个研究组便「一拍即合」促成了这研究项目。
整全胶粒收集 更易除污染物
蔡松霖和刘扬利用细菌生物膜中细胞外聚合物的黏性,在水体环境中捕捉吸附到不同材质的、分散的、漂浮或悬浮的微塑胶,使其形成大体积和整全的团块,促进更容易在水处理过程中,以过滤或沉淀方法分离和去除微塑胶污染物。
刘扬解释,可以把细菌生物膜(bacterial biofilm)简单地理解为一种细菌为了适应外界环境而形成的特定生活状态,而细胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)是细菌生物膜的组成基质,是一种天然的细菌细胞产物,一般由多糖类、脂类和蛋白质类等组成,一些细菌产生的EPS很具黏性,质感可以类比一些啫喱状胶水,可轻松地从环境中逐渐清除微塑胶。两人亦凭「MicroGlue」研究项目获得2023年日内瓦国际发明展「评审团嘉许金奖」。