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水母: 对抗塑料污染的秘密武器

 大科技杂志社 2020-05-12

海洋酸化,水母激增

近年来,随着空气中二氧化碳浓度的持续走高,海洋的酸化日益严重,很多海洋生物正面临灭顶之灾。但唯独水母得其所哉,迎来了历史上最快速的繁殖时期。更大、更密集的水母群频繁地在世界各地出现。至于原因,迄今不明。也许是海洋中它们的天敌减少了,也许是水母在受到污染、含氧量少的水域中依然可以悠哉游哉。

水母的猎物之一是鱼的幼苗,因此水母的激增让海洋生态系统更加脆弱,对渔业造成严重威胁,同时也给我们的生活带来很大的不便。由于水母有毒,一些海边旅游胜地被迫关闭了海滩。而水母如果进入水源,会对发电站、水处理厂等重要服务设施造成破坏。所以,如何减少海洋中的水母,成了重要的科学议题。一些极端的措施,如超声波、电击和用机器粉碎机等,正在探索之中。

但另一些科学家却从水母的繁盛中看到了机会。他们相信,人类能够利用这些缥缈的生物来对付我们这个时代的另一个环境灾难:微型塑料颗粒的污染。受欧盟的资助,8个国家的15个研究小组参加了一个叫“GoJelly”的国际合作项目。如果这个项目获得成功,既减少了水母,又清除了塑料污染,可谓一举两得。

将水母变害为利

随着当今塑料制品的广泛使用,流入海洋的废弃塑料越来越多。这些塑料在太阳暴晒和海浪冲击的双重作用下,最后都碎裂成了微型塑料颗粒。在自然条件下,这些塑料颗粒物极难降解,容易被海洋动物吞吃进去,对海洋生物构成重大威胁;而经过食物链,又影响到人类的食品安全。但是,我们至今没找到一种清除它们的办法。

水母能清除微型塑料颗粒的秘密武器在于它的黏液。早在2015年,法国一个研究小组发现,水母的黏液可以过滤水中的金纳米颗粒。道理很简单,无非就是黏液能将它们牢牢吸附住。像微型塑料颗粒一样,金纳米颗粒也很小,且不易降解。

要拿水母黏液来吸附塑料颗粒,一个挑战是如何确保黏液的稳定性。水母黏液富含蛋白质、糖类和其他营养物质,是细菌的理想家园,细菌在几个小时内就能将这些黏液分解成更加稀薄、黏性更低的成分。GoJelly项目的科学家目前正在比较来自不同水母物种和个体的黏液,并正在试验保持黏液不被细菌快速分解的办法。

下一个挑战是制造可安装在污水处理厂出口的用水母黏液制成的过滤器。设想中的这种过滤器应该表面积很大,这样它跟悬浮在水中的颗粒物能够充分接触。此外,它还要价格便宜。

GoJelly项目是2018年1月刚启动的,虽然各项研究还处于早期阶段,但至今进展顺利,有望很快造出一个初级版的水母黏液过滤器,在2019年的某个时候投入测试。

Gojelly的雄心不止于此。该项目还在探索利用水母的其他办法。一个意大利团队想把它们变成食物,并且正在中国寻找合作伙伴。在我国,海蜇皮(晒干的水母)是广受欢迎的一道菜。在葡萄牙、挪威和德国,研究小组旨在把水母变成养鱼场的饲料和农场的肥料。GoJelly甚至正在探索在化妆品中使用水母胶原蛋白的可能性。

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