研究發現廢水中的微塑料幫助超級細菌“分享危險基因”
據外媒報導,微塑料越來越多地被發現污染海洋和水道,並對動物和人類的健康造成未知的損害。現在,一項新研究提供了證據,證明了另一個迫在眉睫的公共健康威脅–抗生素抗性超級細菌的交叉。即使我們能夠更好地減少使用一次性塑料並回收使用過的塑料,但無數的細小顆粒仍會進入環境。從北極降雪到南極海冰,從深海海溝底部到珠穆朗瑪峰頂部,全球各地都發現了微塑料顆粒。
越來越多的證據表明,這些微塑料會沿著食物鏈傳遞,從昆蟲和浮游生物到鳥類、魚類、海豹、海龜以及人類。一旦它們進入我們的身體,究竟會造成什麼樣的傷害,目前仍在調查之中。現在一項新研究發現了它們可能造成的另一個健康問題。城市污水處理廠中的微塑料顆粒似乎是超級細菌生長和交換耐藥基因的完美”市場”。
“最近的一些研究集中在每年數百萬噸的微塑料垃圾對我們的淡水和海洋環境產生的負面影響,但直到現在,微塑料在我們的城鎮污水處理過程中的作用在很大程度上還不為人所知,”該研究的通訊作者李夢妍說。“這些污水處理廠可能是各種化學物質、抗生素耐藥菌和病原體匯聚的熱點,我們的研究表明,微塑料可以作為它們的載體,如果它們繞過水處理過程,就會對水生生物群和人類健康構成迫在眉睫的風險。”
該團隊表示,問題的根源在於,這些微塑料為超級細菌提供了相對較大的表面積,以便它們依附。當它們這樣做時,它們可以形成粘性生物膜,保護它們免受傷害,並允許它們分享賦予耐藥性的基因。
為了測試這一點,研究人員從新澤西州的三個污水處理廠收集樣本,並將兩種類型的微塑料–聚乙烯和聚苯乙烯–引入其中一些,同時將沙子添加到其他樣本中作為對照。然後,他們追踪了每一種上生長著哪些種類的細菌,以及它們的基因變化。
研究人員發現有8種細菌依附在微塑料上,數量遠高於沙子樣品。僅僅過了三天,研究小組就發現,微塑料樣品中的三種名為sul1、sul2和intl1的特定基因,即賦予抗生素抗性的基因,其濃度比沙子樣品高30倍。在樣品中添加額外的抗生素,使這些耐藥基因的數量提升了4.5倍。
“此前,我們認為抗生素的存在是增強這些微塑料相關細菌中抗生素抗性基因的必要條件,但似乎微塑料可以自然地讓這些抗性基因自行吸收。”該研究的第一作者Dung Ngoc Pham說。“然而,抗生素的存在確實具有顯著的倍增效應。”
之前的研究表明,在微塑料顆粒周圍形成的生物膜有助於它們更容易被生物組織吸收。現在看來,它們還促成了一個完全不同的公共衛生問題–隨著時間的推移,我們最好的藥物變得越來越無效,這可能最終會把我們拋回到抗生素之前的時代,那時基本的感染更危及生命。
該團隊表示,他們計劃繼續調查這個問題,特別是這些裝載超級細菌的微塑料是否正在進入環境中。為此,接下來的步驟包括將它們暴露在紫外線和氯等廢水處理過程中,看看生物膜是否能保護細菌。我們可能需要想出新的方法,在水處理過程中去除微塑料。
該研究發表在《Journal of Hazardous Materials Letters》雜誌上。