塑料化学物质可能会损害产生 10% 氧气的海洋细菌

塑料袋、塑料瓶和其他产品对海洋生物造成的危害众所周知。废弃的塑料会使海洋生物窒息，或在它们的腹部堆积并构成毒性威胁。但我们的垃圾也会浸泡在水中，形成危险的“茶”。这种“茶”可能会侵蚀海洋生态系统的基础：大约八十亿亿（即 1 后面加 27 个零）的原绿球藻细菌，它们产生了我们体内约 10% 的氧气。

原绿球藻是世界上数量最多的光合作用生物。它们像植物一样吸收二氧化碳，将碳储存在细胞中。它们将氧气释放到大气中。简而言之，这些微小的细菌在维持宜居星球方面发挥着巨大作用。

麦考瑞大学的科学家们想知道每年沉入海洋的数百万吨塑料是否会对这些至关重要的生物构成威胁。他们在《通讯生物学》杂志上发表了他们的研究成果。

其他研究发现，浮游动物（例如甲壳类幼虫）在被塑料污染的水中会生病。但对光合作用生物的塑料毒性研究很少。悉尼麦考瑞大学分子科学家、作者丽莎·摩尔表示，即使目前的塑料茶或渗滤液的含量还没有那么高，这项研究也敲响了警钟，提醒我们不要过度依赖这种无处不在的物质。“如果废物继续增加，而我们对此不采取任何措施，即使是一些最丰富的生物也可能受到损害。”

因此，该团队制作了两种不同类型的塑料茶：一种是高密度聚乙烯 (HDPE)，即塑料购物袋的原料；另一种是聚氯乙烯 (PVC)，PVC 不仅用于 PVC 管道，还用于许多其他材料，包括用于防止地毯滑动的粘性垫子。然后，他们将两种蓝藻菌株浸泡在不同浓度的渗滤液中三天，测量其细胞生长、氧气产生和基因转录活性。

在塑料汤中浸泡三天后，这两种菌株在每次稀释时（浓度范围从约 3% 到 50%）都会遭受大量损失。它们的光合作用也减少了——形成的新细胞更少，细菌产生的氧气更少。与此相关的是，许多在浸泡细胞中下调的基因发挥着支持光合作用的功能。茶越浓，细菌死亡的就越多。

虽然两种塑料都有毒性作用，但 PVC 对细菌的危害比 HDPE 更大。摩尔说，这可能是因为 PVC 在制造过程中往往使用更多的添加剂。虽然构成塑料主链的聚合物大多是惰性的并且抗腐烂，但为了定制塑料，许多化学物质被添加到这些主链中，包括溶剂、染料和金属。摩尔说，导致细菌中毒的毒素可能包括有机（碳基）化合物和重金属，如锌。（该研究确定了这些化合物的存在，但无法量化它们）。

尽管这些发现令人担忧，但这项实验更像是对毒性的基线评估，而不是对目前海洋状况的描述。“渗滤液的浓度不会像我们在实验室中发现的那么高，”摩尔说。“我们并不是说太平洋垃圾带正在杀死[细菌]。”摩尔的下一步计划包括实地实验，观察渗滤液对天然细菌种群的毒性，以及专门分析微生物中锌毒性的实验室测试。

尽管如此，了解塑料污染海洋的多种方式仍然很重要。“这项研究的警告是要更好地管理废物流，”摩尔说。“我们不能没有塑料……但我们可以管理塑料的使用和废弃物，并可能改变一些制造工艺，降低塑料的毒性。”