摘要:塑料垃圾在近海、大洋水體和沉積物中均廣泛存在，并不斷累積，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了重大威脅，引起了國際社會(huì)的高度關(guān)注。本研究從環(huán)境生態(tài)和塑料降解微生物兩個(gè)角度回顧了近幾年相關(guān)方向上的研究進(jìn)展，包括國內(nèi)外海洋塑料特別是海洋微塑料在近海與深海等環(huán)境中的分布與豐度，以及近海、大洋等環(huán)境中降解菌多樣性及其降解機(jī)制。總體而言，微塑料廣泛分布在多種海洋環(huán)境，特別是在河口和近海的海水和沉積物，近岸沙灘，以及大洋環(huán)流中心;目前已報(bào)道的塑料降解菌及其降解酶主要來自陸地土壤和塑料垃圾處理環(huán)境，并以聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)降解菌和降解酶的研究最為深入。當(dāng)前，中國科學(xué)家已在近海、大洋深海(深淵)以及極地等大洋環(huán)境中，開展了微塑料分布特征和豐度調(diào)查，并在生態(tài)危害方面開展了研究，但在海洋塑料降解微生物方面還鮮有報(bào)道。塑料在海洋環(huán)境中的最終歸宿以及微生物在塑料降解過程中的作用亟待評(píng)估，建議在大洋深海科考中整體布局、聯(lián)合開展這兩個(gè)方面的相關(guān)研究。
關(guān)鍵詞:海洋生物學(xué);海洋微塑料;深海歸宿;生態(tài)危害;生物降解;海洋微生物
海洋從業(yè)人員投稿刊物：《海洋與漁業(yè)》ocean and fishery(月刊)創(chuàng)刊于2000年，是全國公開發(fā)行的科技期刊，是水產(chǎn)行業(yè)內(nèi)具有實(shí)用性、權(quán)威性的科普與資訊的期刊。以傳播價(jià)值資訊、聚集行業(yè)熱點(diǎn)、交流實(shí)用技術(shù)、共享創(chuàng)富智慧為己任，受到水產(chǎn)養(yǎng)殖戶、技術(shù)員、合作社、協(xié)會(huì)及企業(yè)管理者等專業(yè)人員的熱烈歡迎。
當(dāng)前，人類社會(huì)已進(jìn)入了“塑料時(shí)代”[1]。大量塑料制品的生產(chǎn)與使用導(dǎo)致塑料垃圾大量進(jìn)入環(huán)境，擴(kuò)散于陸地、湖泊、海岸線、大洋表面、海底乃至深淵。塑料難以降解，可能會(huì)成為地球人類紀(jì)元中的重要標(biāo)記物之一。在海洋環(huán)境中，塑料因其密度小、浮力大和持久性強(qiáng)的特點(diǎn)，已在全球廣泛分布，約80%的海洋固體廢物是塑料垃圾[2]。目前，全球每年約有1億多噸塑料垃圾埋進(jìn)填埋場(chǎng)，另有約1.5億噸進(jìn)入陸地和海洋環(huán)境中[3]。據(jù)報(bào)道，中國、印度尼西亞、菲律賓、越南和斯里蘭卡等是全球塑料污染最為嚴(yán)重的地區(qū)，被認(rèn)為是海洋塑料垃圾的重要來源地[4]。到2050年，估計(jì)將有120億噸塑料垃圾進(jìn)入環(huán)境[3]。
1大洋深海環(huán)境中微塑料的分布特征
目前，全球大洋環(huán)境都有大量塑料垃圾存在，包括北大西洋[6]、南太平洋[7]、北太平洋[8-9]和東太平洋[10]。由于洋流的原因，漂浮的塑料垃圾匯集于大洋環(huán)流的中心地帶，即全球5個(gè)大洋環(huán)流中心。其中，太平洋漂浮塑料的污染尤為嚴(yán)重[11-12]。為了認(rèn)識(shí)全球海洋中現(xiàn)存塑料的數(shù)量，通過分析2007—2013連續(xù)6年間橫跨全部5個(gè)亞熱帶環(huán)流，以及澳大利亞近海、孟加拉灣和地中海的24個(gè)航次調(diào)查結(jié)果，Eriksen等(2014)報(bào)道結(jié)果表明，僅在全球大洋表層，漂浮塑料的數(shù)量就超過5.25萬億塊，重量超過26.9萬噸;同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，大洋表層漂浮的塑料主要以毫米尺寸的為主(<5mm)，20cm以上的漂浮塑料雖然塊數(shù)不多，但是卻占總重量的75%以上[13]。
塑料進(jìn)入海洋后，會(huì)逐漸碎片化，成為毫米級(jí)大小的微塑料，并在海洋環(huán)境中累積[2]。海洋微塑料(MarineMicroplastics，MP)是指直徑5mm以下的塑料碎片。微塑料是大洋中塑料的主要存在形式，且大部分小于1mm[14-15]。以西班牙為主的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過航次調(diào)查分析了全球3070個(gè)大洋采樣資料，發(fā)現(xiàn)全球大洋樣品中微塑料發(fā)現(xiàn)率高達(dá)88%，全球大洋表面的微塑料大約有0.7萬～3.5萬噸，但這個(gè)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)計(jì)的塑料入海量(每年約800萬噸)[16]。
最近，中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所彭曉彤研究員團(tuán)隊(duì)，在對(duì)馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵的微塑料調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在馬里亞納海溝2673～10908m深的底層海水中，微塑料含量為2.06～13.51個(gè)/dm3，比開放大洋表層及次表層水中微塑料的含量高出數(shù)倍;在馬里亞納海溝5108～10908m深的表層沉積物中，微塑料含量為200～2200個(gè)/dm3，也明顯高于大多數(shù)深海表層沉積物中的含量[17]。此外，極地海冰也是微塑料的一個(gè)重要承載地，雖不像深海海底是一個(gè)長期儲(chǔ)藏之地，但隨著融冰導(dǎo)致的可能轉(zhuǎn)運(yùn)，會(huì)對(duì)海洋環(huán)境帶來更大影響[18]。因此，微塑料是大洋中塑料污染的主要存在形式，且在全球海洋廣泛分布。
2我國近海微塑料污染概況與環(huán)境分布調(diào)查
中國被認(rèn)為是海洋塑料垃圾的重要來源地之一[5]。有研究認(rèn)為，全球的海洋塑料垃圾中，中國的塑料垃圾排放量占總量的28%，是最大“貢獻(xiàn)國”。我國是塑料制品生產(chǎn)和消費(fèi)大國，產(chǎn)量約占全球塑料總產(chǎn)量的25%。2018年以前，我國還是世界上塑料垃圾的最大進(jìn)口國。據(jù)報(bào)道，自1992年以來，發(fā)達(dá)國家向中國轉(zhuǎn)移的塑料廢棄物共計(jì)1.06億噸，約占全球總量的45.1%，如算上經(jīng)香港轉(zhuǎn)口到內(nèi)地的塑料垃圾，那么中國在26年間共接收了全世界共約72.4%的塑料垃圾[19]。
雖然，自2018年1月起，我國政府禁止了一切洋垃圾的進(jìn)口，但已進(jìn)入環(huán)境的塑料垃圾，其影響將會(huì)持續(xù)。相比于世界上其他國家，特別是發(fā)達(dá)國家，我國近海正遭受較嚴(yán)重的塑料污染。華東師范大學(xué)率先開展了長江口及鄰近東海中海洋漂浮微塑料污染的調(diào)查，結(jié)果表明，長江口(4137.3±2461.5個(gè)/m3)中塑料豐度遠(yuǎn)高于鄰近的東海(0.167±0.138個(gè)/m3)，微塑料主要是以纖維、顆粒和膜的形式存在[20]。中科院煙臺(tái)海岸帶研究所的Zhao等(2018)在調(diào)查渤海和黃海沉積物中的微塑料污染狀況后發(fā)現(xiàn)，微塑料的主要形式是人造纖維(Rayon，RY)、聚乙烯(Polyethylene，PE)和PET的纖維或顆粒[21]。在廣東省的近岸，海洋微塑料主要為聚苯乙烯(Polystyrene，PS)泡沫[22]。
廈門大學(xué)的Cai等(2018)報(bào)道，在南海海水中微塑料的豐度高達(dá)2569個(gè)/m3，其中聚酯樹脂(22.5%)和聚己內(nèi)酯(20.9%)幾乎占總聚合物含量的一半[23]。在廈門近海，表層海水中微塑料含量高達(dá)2017個(gè)/m3，沉積物中高達(dá)333個(gè)/kg[24]。相較而言，除澳大利亞、美國加利福利亞和西地中海海域中微塑料的豐度較低外，其他國家的近海海水和沙灘中均能檢出較高豐度的微塑料，同時(shí)考慮到因全球大洋環(huán)流影響，而在環(huán)流中心聚集而成的垃圾帶，因此塑料污染成為目前人類不得不面對(duì)的一個(gè)較為急迫的環(huán)境問題。
3塑料的深遠(yuǎn)海環(huán)境歸宿與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)
塑料類垃圾能夠在自然界中長時(shí)間停留，已經(jīng)成為公認(rèn)的“白色污染”，并對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。鑒于此，Rochman等(2013)在《Nature》上發(fā)文建議將塑料列為有害廢物[31]。塑料進(jìn)入大洋后，其最終的歸宿目前仍是一個(gè)懸而未決的問題。目前通常認(rèn)為，一部分塑料可能被生物附著后導(dǎo)致重量的增加，進(jìn)而沉入海底，一部分可能被海洋動(dòng)物攝食，還有一部分可能被光解或微生物降解[16，32]。但化學(xué)家認(rèn)為，塑料難以被微生物降解，因此海洋中大量去向不明的塑料，不太可能是被微生物降解掉了[33]。
海底沉積物可能是微塑料長期的匯集地[16，34]。自2004年，首次在潮間帶海洋沉積物中發(fā)現(xiàn)微塑料以來[35]，全球海洋沉積物中都已經(jīng)報(bào)道有微塑料的存在[36-37]。研究發(fā)現(xiàn)，大洋水體中懸浮的一部分微塑料，被浮游動(dòng)物當(dāng)作食物誤食后，會(huì)隨其糞團(tuán)沉入海底，這可能是海水中微塑料向海底沉積的途徑之一[38]。目前普遍認(rèn)為，深海是微塑料垃圾的主要匯集之地[13，34，39-41]。而且，深海沉積物中塑料污染不能被紫外線光解，只能依靠生物的降解，因此，微塑料在海底存留的時(shí)間相對(duì)更長[42]。從長遠(yuǎn)看，微塑料的微生物降解過程，關(guān)系到底棲生物與海底生態(tài)環(huán)境的健康與安全。因此，海洋塑料的環(huán)境歸宿成為一個(gè)值得研究的問題[2，43]。
目前，每年都有約800萬噸塑料流入海洋，且預(yù)計(jì)到2025年，這一數(shù)字會(huì)增加22%[5]。太平洋海域塑料的清理速度遠(yuǎn)不及它的“堆積”速度，目前許多塑料正在逐漸下沉，最終將在海底或海洋深處造成更嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。微塑料對(duì)深海生態(tài)環(huán)境的危害可能大于大塊的塑料。微塑料對(duì)海洋底棲生物、浮游動(dòng)物乃至沉積物環(huán)境，在不同環(huán)境尺度上都有影響，比如從細(xì)胞、組織、個(gè)體到生態(tài)環(huán)境[44-47]。例如，聚苯乙烯微塑料對(duì)牡蠣攝食及生殖功能有顯著影響[48]。目前，微塑料對(duì)深海生態(tài)系統(tǒng)影響的研究報(bào)道較少。但已有的少量報(bào)道顯示，從多個(gè)重要?jiǎng)游锬康纳詈?dòng)物體內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了微塑料，這表明即使是遠(yuǎn)離人類活動(dòng)的深海生態(tài)環(huán)境，也受到了微塑料的威脅[49]。微塑料對(duì)海洋生態(tài)的危害、風(fēng)險(xiǎn)及其在海洋環(huán)境中的最終歸宿，亟需研究與評(píng)估[50]，并且，微塑料對(duì)深海生態(tài)環(huán)境的影響與危害有待更深入的研究。
除塑料本身的主要成分外，塑料中添加劑的環(huán)境污染也值得關(guān)注。塑料本質(zhì)上是個(gè)合成的混合物，為了增加塑料的可塑性，在塑料的合成過程中往往會(huì)添加一些增塑劑。這些增塑劑通常具有環(huán)境激素的生態(tài)毒害效應(yīng)，在塑料降解過程中，增塑劑會(huì)被釋放到海洋環(huán)境中。目前，全世界在用的增塑劑大概有100余種，其中，鄰苯二甲酸酯(PhthalicAcidEster，PAEs)是全球用量最大的種類，約占全球增塑劑市場(chǎng)的85%。PAEs被認(rèn)為是當(dāng)前塑料產(chǎn)業(yè)的一個(gè)主要污染源，其主要的危害在于環(huán)境激素毒性，美國、歐盟以及我國都已把這類物質(zhì)列為環(huán)境優(yōu)先控制污染物。此外，塑料垃圾在環(huán)境“穿越”過程中可吸附其他污染物，如多環(huán)芳烴和重金屬等，它們已成為國際社會(huì)高度關(guān)注的海洋有害廢物[31，51]。因此，吸附了其他環(huán)境污染物的微塑料，加劇了它們的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
4塑料降解微生物多樣性研究
對(duì)于環(huán)境中的塑料垃圾，可通過回收利用或加速原位降解的策略，來減少環(huán)境存量。目前，國際社會(huì)制定的塑料垃圾治理目標(biāo)是，到2050年的回收率要達(dá)到35%;同時(shí)，2019年6月，在日本大阪召開的二十國集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人第十四次峰會(huì)上通過的《大阪宣言》中，一致通過“藍(lán)色海洋愿景”計(jì)劃，目標(biāo)在2050年之前，與會(huì)各國實(shí)現(xiàn)海洋塑料垃圾“零排放”。歐盟正在啟動(dòng)“塑料戰(zhàn)略”，計(jì)劃削減一次性塑料袋的使用，建立一個(gè)新的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并設(shè)置了“環(huán)境修復(fù)中的生物技術(shù)創(chuàng)新”計(jì)劃(NewBiotechnologiesforEnvironmentalRemediation)，其中一項(xiàng)重要的內(nèi)容即是，建立用于難降解塑料和可降解塑料生物降解的生物技術(shù)(CE-BIOTEC-05-2019)，通過利用微生物及其酶來處理塑料垃圾并加以回收利用，解決可持續(xù)發(fā)展問題[52]。在海洋塑料垃圾治理方面，海洋微生物降解被認(rèn)為是可能的有效途徑[14]，特別是在塑料垃圾集中的區(qū)域，若能找到并利用高效的塑料降解菌，將是一種環(huán)境安全且可行的途徑[53]。但是，目前有關(guān)海洋塑料降解微生物的研究報(bào)道并不多，且國內(nèi)還沒有相關(guān)報(bào)道。
目前，對(duì)塑料降解微生物的研究主要集中于陸地環(huán)境，而海洋來源的研究也僅局限于近海。在陸地環(huán)境中，已報(bào)道的塑料降解菌包含了30多個(gè)屬的細(xì)菌和真菌，它們主要為PE和PET降解菌，包括土壤來源的PE降解菌:芽孢桿菌屬(Bacillus)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)[54]、無色菌屬(Achromobacter)[55]、叢毛單胞菌屬(Comamonas)、代爾夫特菌屬(Delftia)與寡養(yǎng)單胞菌屬(Stenotrophomonas)[56];分離自垃圾填埋場(chǎng)的PE降解菌:芽孢桿菌與類芽孢桿菌屬(Paenibacillus)[57];PS降解菌:赤紅球菌(Rhodococcusruber)[58]。其他塑料降解菌還有波茨坦短芽胞桿菌(Brevibacillusborstelensis)、鏈霉菌屬(Streptomyces)、施氏假單胞菌(Pseudomonasstutzeri)與糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenesfaecalis)[14]，以及聚氯乙烯(PolyvinylChloride，PVC)塑料的降解菌:惡臭假單胞菌(Pseudomonasputida)[59]。目前已發(fā)現(xiàn)多種PET降解菌，如從土壤分離的嗜熱裂孢菌(Thermobifidafusca)[60]，從印度孟買不同類型土壤中分離的真菌黑曲霉(Aspergillusniger)，以及細(xì)菌綠膿假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)以及釀膿鏈球菌(Streptococcuspyogene)[61]。
特別值得注意的是，日本科學(xué)家Yoshida等(2016)從PET塑料瓶回收點(diǎn)的250個(gè)土壤樣品中，分離到了一株高效的PET降解細(xì)菌坂井艾德昂菌(Ideonellasakaiensis)，并解析了該菌的代謝途徑，鑒定了關(guān)鍵降解酶，發(fā)現(xiàn)該菌能將PET薄膜完全降解為單體對(duì)苯二甲酸和乙二醇，為PET的循環(huán)利用提供了希望[62-63]。遺憾的是，Yoshida等人研究中所使用的塑料不是商品化PET塑料瓶，而是低結(jié)晶度的PET薄膜材料，該材料相對(duì)容易降解，而且也沒有測(cè)定降解效率，所以這株菌可能沒有真正的應(yīng)用前景[64]。聚氨酯(Polyurethane，PUR)降解似乎是真菌的專長，已報(bào)道的降解菌有絲狀真菌及酵母菌，包括塔賓曲霉(Aspergillustubingensis)、南極假絲酵母(Candidaantarctica)、嗜酒假絲酵母(Candidaethanolica)、塞內(nèi)加爾彎孢霉(Curvulariasenegalensis)、茄病鐮刀菌(Fusariumsolani)和出芽短梗霉菌(Aureobasidiumpullulans)等，它們主要發(fā)現(xiàn)于堆肥環(huán)境，有的可以耐受50℃高溫[65]。其中，降解聚氨基甲酸酯的塔賓曲霉菌，是中科院昆明植物研究所許建初研究組與巴基斯坦研究人員共同發(fā)現(xiàn)的[66]。
在國內(nèi)，楊軍等(2014)發(fā)現(xiàn)印度谷螟(Plodiainterpunctella)能夠咀嚼食用PE塑料，但塑料的降解實(shí)際是其腸道內(nèi)的兩種微生物阿氏腸桿菌(Enterobacterasburiae)和芽孢桿菌[67];隨后又發(fā)現(xiàn)黃粉蟲(Tenebriomolitor)可以利用腸道中的微小桿菌(Exiguobacterium)來降解PS塑料泡沫[68-69]。有意思的是，最近韓國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，海洋多毛類動(dòng)物Marphysasanguinea可以啃食PS塑料泡沫，產(chǎn)生微塑料[70]。在寡營養(yǎng)的深海環(huán)境中，海洋軟體動(dòng)物腸道內(nèi)是否存在能夠降解塑料的微生物值得關(guān)注。
目前，有關(guān)海洋PE降解菌的報(bào)道很少[71]。截止目前，海洋塑料的微生物降解研究主要是印度科學(xué)家在近海開展的一些富集分離工作，但在降解酶和代謝機(jī)制方面的研究還未見報(bào)道。印度科學(xué)家在近海港口及漁業(yè)調(diào)查航次中，開展了聚乙烯(PE)和聚丙烯(Polypropylene，PP)塑料降解菌的富集，從水體中分離到一株有明顯降解能力的菌株，鑒定為假單胞菌[72]。另有印度科學(xué)家從阿拉伯海近岸水體中也分離到了不同種類的PE降解菌，包括沼澤考克氏菌(Kocuriapalustris)、短小芽孢桿菌(Bacilluspumilus)與枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)[73]。最近，印度科學(xué)家利用分離自古吉拉特邦近海的一株芽孢桿菌處理塑料90d后，通過重量測(cè)定、微生物代謝活性和原子力顯微鏡觀察等手段，證明了該菌能夠降解PE與PVC塑料[74]。
5塑料降解酶與降解機(jī)制研究動(dòng)態(tài)
塑料聚合物主要是被生物胞外酶解聚成短鏈或小分子物質(zhì)，隨后被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)被徹底氧化。細(xì)菌可產(chǎn)生多種胞外酶來降解塑料大分子，如脂酶(lipases)、解聚酶、酯酶、蛋白酶K(能降解聚乳酸)、角質(zhì)酶(cutinase)、脲酶和脫水酶等[80]。為認(rèn)識(shí)全球不同海洋與陸地環(huán)境中PET水解酶的多樣性與分布特征，德國漢堡大學(xué)Streit教授團(tuán)隊(duì)對(duì)108個(gè)海洋和25個(gè)陸地來源的宏基因組進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了504個(gè)潛在的PET降解酶新酶，它們主要來自于放線菌門、變形桿菌門和擬桿菌門的微生物[81]。通過研究還獲得了PET水解酶全球分布特征、系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系與進(jìn)化過程等信息，發(fā)現(xiàn)海洋與陸地環(huán)境中PET水解酶在系統(tǒng)發(fā)育上有分化;還發(fā)現(xiàn)PET水解酶在環(huán)境中并不是廣泛分布，但在石油污染環(huán)境中的出現(xiàn)率最高。
此外，他們還描述了4種新PET水解酶的生化特征[81]。奧地利維也納環(huán)境生物技術(shù)研究所的Guebitz教授團(tuán)隊(duì)，在塑料聚合物活性酶的篩選、基因改造和工業(yè)應(yīng)用方面開展了較深入的研究，并在酶促回收、酶功能化和塑料(包括聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯)再循環(huán)領(lǐng)域獲得了10項(xiàng)專利，還從自然環(huán)境中(如苔蘚共附生微生物)尋找聚酯酶(Polyesterases)[82]，此外，還利用基因融合等手段對(duì)已知的PET水解酶進(jìn)行改造[83]。最近，國內(nèi)外在PET降解酶的結(jié)構(gòu)與功能研究方面有了較大進(jìn)展。韓國學(xué)者在對(duì)一個(gè)名為IsPETase的PET降解酶的晶體結(jié)構(gòu)解析后發(fā)現(xiàn)，其具有一個(gè)由Ser-His-Asp3個(gè)氨基酸殘基組成的催化活性中心[84]。
我國科學(xué)家通過定點(diǎn)突變，也證實(shí)了這3個(gè)氨基酸殘基是催化PET降解過程中的活性中心[85]。晶體結(jié)構(gòu)解析還發(fā)現(xiàn)C176～C212形成的二硫橋?qū)sPETase的穩(wěn)定性和柔韌性具有重要作用，如果突變這兩個(gè)半胱氨酸殘基將影響該酶的活性[86]。英國學(xué)者在對(duì)PET降解酶的結(jié)構(gòu)解析后發(fā)現(xiàn)，該類酶同時(shí)具有兩種酶的結(jié)構(gòu)特征(角質(zhì)酶和脂酶)，并預(yù)測(cè)通過蛋白質(zhì)工程可以進(jìn)一步改造，提高該酶對(duì)塑料降解的實(shí)用性[87]。
6深海是塑料降解菌與降解酶基因新資源的重要來源地
深海中存在多種天然多聚物，包括各種動(dòng)植物來源的甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)、木質(zhì)素、肽聚糖等，而且上層水體難降解的多聚物常常以“海雪”(marinesnow)顆粒物形式沉積到海底，因此大洋深海是發(fā)現(xiàn)塑料等各類難降解大分子多聚物降解菌的天然場(chǎng)所[88-90]。最新的研究顯示，在大洋洋底深部沉積物中，微生物主要以生物膜的形式存在[91]。類似地，在塑料生物降解過程中，第一步即是微生物在塑料表面附著定植，隨后形成生物膜。大洋深海中的塑料為微生物提供了一個(gè)棲息地，同時(shí)也為微生物提供了稀缺的碳源與能源。
7展望
從深遠(yuǎn)海各種特殊極端環(huán)境或海洋微生物菌株庫藏資源中，篩選獲得高效降解菌是當(dāng)前的一項(xiàng)重要任務(wù)。我國已在深海和極地生物多樣性調(diào)查研究與資源開發(fā)利用方面，開展了大量工作，并建立了中國海洋微生物菌種保藏中心。獲得高效降解菌與降解酶，并根據(jù)實(shí)際需求對(duì)降解菌及相關(guān)基因進(jìn)行改造，必將推動(dòng)塑料的循環(huán)利用，并有助于遏制塑料垃圾對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步污染。另一方面，微塑料作為一種顆粒有機(jī)物，對(duì)海洋生物地球化學(xué)循環(huán)有什么影響?海洋微生物如何影響塑料在海洋環(huán)境中的歸宿?要回答這些問題，也需要認(rèn)識(shí)深海等各種海洋環(huán)境中塑料降解菌的多樣性與活性。目前，海洋微塑料污染的調(diào)查已作為業(yè)務(wù)化工作，列入了我國每年大洋與極地科學(xué)調(diào)查的航次任務(wù)中。如何整合環(huán)境生態(tài)調(diào)查與塑料降解微生物的研究，提升我國在相關(guān)領(lǐng)域的國際影響力，需要多個(gè)學(xué)科及航次組織實(shí)施方的共同努力。
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