
人類每年製造四億噸塑膠垃圾
塑膠是人類製造出來的物質,二百年前所無,一個膠樽,放到大自然,可能要超過四百年才能分解;最近十年,科學家發現,原來大自然也有「食膠」的生物,某種細菌、某種真菌、某種酵素、又或者某種昆蟲的幼蟲。
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人類每年製造四億噸塑膠垃圾
塑膠污染問題,是人類高技突飛猛進之後,製造出來的許多重大問題中的其中一個。據估算,人類每年生產四億噸塑膠垃圾,大部分去了堆填區,其他污染了大海。地球的海洋每年要承受約八百萬噸塑膠垃圾,導致逾一百萬隻動物死亡,包括海鳥、海龜、魚類和海洋哺乳類動物。
塑膠最初製造出來,是為了耐用,不料,大量製造之後,竟然變成即用即棄的物品,垃圾長埋堆填區,幾百年難以分解。如何解決塑膠難以分解的問題,有人想到,只要找到一種吃膠的生物就好了。
生物吃膠?天方夜譚?
十年前開始,利用大自然的生物「吃膠」,變成讓人類看見曙光的研究。
劃時代的發現:大阪堺菌
二○一六年,日本研究團隊發現,部分特殊真菌(如杏鮑菇、裂褶菌),會分泌出特殊的酶 (又名酵素,是一種主要由蛋白質組成的催化劑),可以在大約六星期之內將 PET(苯二甲酸乙酯)膠樽薄膜完全降解,化為無害的副產品。研究團隊將真菌命名為大阪堺菌 (Ideonella sakaiensis),又把那種酵素命名為「塑膠水解酶」(PETase)。

食發泡膠的超級麥皮蟲
二○二二年,澳洲昆士蘭大學(University of Queensland)的研究人員發現,大麥蟲(一種甲蟲,學名Zophobas morio)的幼蟲(模樣有如一條蚯蚓,因體型比一般麥皮蟲大,又名superworm,即超級麥皮蟲),可以撕碎和吃下Polystyrene (簡稱PS,聚苯乙烯) 。PS這種塑膠用途廣泛,常用於棄塑膠餐具、水桶和電器外殼,並能製成我們日常所見的發泡膠。
甲蟲的幼蟲能消化發泡膠
這些塑膠用品,橫看豎看,也是無法吃掉的,偏偏實驗證明,這種長約兩吋的幼蟲,可以靠食發泡膠存活。研究人員發現,以塑膠為食的幼蟲,仍能夠結蛹、化成成蟲,完成生命週期,只是牠們的體重比吃正常麩皮的同類要輕,腸道微生物菌的健康程度也較低。
二○二三年,澳洲雪梨大學 (University of Sydney) 的科學家找到兩種黴菌可以分解PP (聚丙烯) 塑膠。PP經常用於耐熱食品包裝,世界上近三分一塑膠垃圾源自這種塑膠。科學家用上土壤裏常見的土麴黴(Aspergillus terreus) 和白色側齒黴(Engyodontium album),在實驗室環境下,僅花了短短一百四十天就讓樣本完全分解。

夏威夷高中生Vera Wang發現椰子殼存在可以分解塑膠的真菌。
高中生發現椰子殼的「秘密」
二○二六年,關於「食膠」的突破性研究更是接二連三。先是一名在夏威夷就讀高中的女生Vera Wang,她發現尋常的椰子殼存在不尋常的真菌。Vera Wang本來想利用椰子外殼置於海面,充當過濾器,吸附微塑膠和漂浮於海面的防曬乳殘留物,因為她知道,椰子纖維具有特殊的孔隙結構,能讓空氣與水分流通,也能成為微生物生長的環境。她在回收椰殼過程中,忽然想到:這些微生物是否有能力直接分解海水中的污染物?
她找來了夏威夷大學馬諾阿分校 (University of Hawaii at Manoa) 的實驗室幫忙,結果發現椰子殼上有一種真菌,果然具備分解塑膠與防曬乳成分的能力。
「食鬼酵素」既可解膠又可解抗生素
與此同時,德國康斯坦茨大學(University of Konstanz)科學團隊也發現一種可快速吃掉LCAP (長鏈脂肪族聚酯)塑膠的酵素,因為形狀和性質相像,團隊乾脆把其命名為「食鬼酵素」(Pac Man Enzyme)。雖然LCAP不如PP或PET普遍,但實驗在大自然環境下進行,一年內即可完全降解,為推廣新一代塑料提供了有力的依據。研究另一個矚目的發現是,這種酵素可能會促使細菌產對抗生素產生抗藥性,意味「吃膠」細菌雖然可以「滅膠」,但管控不慎,也有可能引發公共衛生隱患。
到目前為止,科學家已鑑別出超過四百種,可以分解塑膠的微生物,其中複合真菌與特定酵素結合,效果比單一細菌更佳。不過,人類塑膠種類繁多,研究「食膠」之路,顯然十分漫長。

誰能想到尋常的椰子殼內存在驚人的秘密「食膠獸」
休眠細菌內嵌塑膠 甦醒後「自食」
除了用「食膠細菌 / 真菌 / 生物」對付目前的塑膠垃圾,來自中國科學院深圳先進技術研究院的研究團隊更另闢蹊徑,研發出一種包含「休眠細菌」的活體塑膠 (Living Plastic) ,具備用後「被喚醒」而「自我毀滅」的功能。根據美國化學會 (ACS) 最新一期學術期刊的成果,研究團隊將「枯草桿菌」(Bacillus subtilis)的休眠孢子植入聚合物基底之後,材料在正常生產加工 (包括耐受高溫成型) 和常規使用過程中,與一般塑料無異;一旦廢棄,只要經過特定指令「喚醒」 ——注入營養液並維持在攝氏五十度環境,內部的細菌孢子就會「甦醒」,然後把塑膠「吃掉」。實驗顯示,該塑膠在短短六天即完全分解,且不留任何微塑膠足跡。
研究團隊目前正致力研發更簡便的觸發方式,例如開發只需與海水接觸即可啟動降解的機制,以應對嚴峻的海洋塑膠污染問題。
「食膠」大作戰,全球扭盡六壬,問題好像快要解決了?至少可以看到一點曙光Z尸。
但這是否意味着,因為我們終於發現,有一些生物是「食膠」的,於是我們又終於可以安心「棄膠」?
科學進展很快,然而「塑膠危機」給人類的教訓,絕不應該是「我們製造了太多塑膠然後找一些生物吃掉所有塑膠垃圾」,而是「我們最初為何需要用一些難以消除卻只用一次便棄掉的東西」?
那不是技術問題,而是心態問題。塑膠,與其說是一種「物料」,不如說是一種「心態」,是人類傲慢生活方式的一種投射。
只要「塑膠」這種傲慢心態一天存在,「塑膠」或其他「非常好用的高科技」所產生的危機和遺禍,恐怕會長期留在世界,而且留得比人類存在的歷史還要長。