生物被膜上的沉水表面是微生物群落中微生物選擇性依附、易化和種間競爭的結(jié)果。塑料的老化過程增加了其可供微生物定殖的表面積，有利于微塑料表面生物被膜的形成，同時，微塑料表面生物被膜的屏蔽作用可能會減緩光照對微塑料的降解作用。此外，微塑料可能會被其生物被膜中的微生物分解。
從材料的角度來看，微塑料表面粗糙度、表面形、表面自由能、表面電荷、靜電相互作用、表面疏水性通常被認為是附著過程的相關(guān)參數(shù)。Lobelle等將聚乙烯(Polyethylene,PE)塑料浸泡在海水中，以研究生物被膜的早期形成過程，研究發(fā)現(xiàn)微生物能夠在塑料上迅速形成生物被膜并發(fā)生生物被膜生長，使得浸沒的塑料疏水性下降，從而使細菌更容易在其表面定殖。海洋生態(tài)環(huán)境中，塑料上生物被膜群落的組成隨季節(jié)、地理位置和塑料基材類型變化而表現(xiàn)出不同的種群特征。
在亨伯河口，Harrison等在三種類型的沿海沉積物中對低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene, LDPE)進行為期14 d的微塑料表面附著微生物研究，發(fā)現(xiàn)與環(huán)境中浮游態(tài)細菌相比，微塑料表面生物被膜中的細菌具有特異性，這種細菌的特異性附著可能在海洋沉積物和水體之間有所不同。而且，同游離態(tài)細菌和有機物附著的細菌群落相比，微塑料表面的細菌群落具有較多的細胞富集因子，更高的細菌多樣性，且有很多是能在生物被膜形成和發(fā)育中起重要作用的藍藻。
微塑料表面能夠迅速被微生物附著并產(chǎn)生生物被膜，同時新形成的生物被膜又能夠能促進更多微生物的附著。Oberbeckmann等對聚苯乙烯(Polystyrene, PS)、 PE兩種成分的微塑料和木質(zhì)顆粒按照從海水(波羅的海沿岸)到淡水(污水處理廠)的環(huán)境梯度培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的微生物是生物被膜群落中細菌生長發(fā)育的基礎(chǔ)。然而，微塑料雖然能特異性富集微生物，但同天然材質(zhì)富集的微生物種類并未表現(xiàn)出較大差異。此外，Kesy等對PS、PE和天然材料附著的生物被膜進行了研究，其研究表明環(huán)境因素對生物被膜的形成具有明顯影響，生物被膜附著的材質(zhì)是否為塑料，以及不同類型的塑料對生物被膜形成并未構(gòu)成顯著影響。微塑料表面生物被膜中的微生物并未表現(xiàn)出同環(huán)境中有機質(zhì)表面的微生物有明顯差異，微塑料雖然可以選擇性富集生物，但富集的微生物同有機物附著的微生物未表現(xiàn)出明顯不同。因此，微塑料表面菌群與微塑料所處的環(huán)境高度相關(guān)。
此外，微塑料在環(huán)境中暴露的時間，對微塑料表面生物被膜中的細菌種群也有較大影響。Xu等采用高通量測序技術(shù)，利用聚丙烯(Polypropylene, PP)和聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride, PVC)微塑料在中國沿海海水進行為期一年的附著微生物群落演化研究，發(fā)現(xiàn)不同地理位置和暴露時間的塑料圈微生物群落組成顯著不同，微塑料中的優(yōu)勢菌群隸屬于變形菌綱(Alphaproteobacteria)，以紅桿菌科(Rhodobacteraceae)居多，其次是伽馬變形菌綱(Gammaproteobacteria)，且微塑料表面的生物群落具有多樣性特征。Li等在舟山的摘箬山島用PE和聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate, PET)研究海洋微塑料中細菌群落的多樣性和結(jié)構(gòu)，通過為期3個月的暴露實驗，發(fā)現(xiàn)微塑料表面形成的生物被膜中細菌組成顯著取決于海洋棲息地和暴露時間，而不是微塑料類型，且潮間帶的微塑料上細菌豐富度和多樣性最高。
Sun等對中國桑溝灣海水養(yǎng)殖區(qū)的微塑料進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)微塑料表面的菌群主要來源于周圍海水和沉積物，分別對微塑料表面菌群的平均貢獻率為47.91%和37.33%，且微塑料表面的菌群與周圍海水的細菌相似性隨著微塑料在海洋中放置時間的延長而降低。微塑料表面附著生物不僅受到地理位置和暴露時間的影響，不同成分微塑料附著的微生物在生物被膜形成方面也表現(xiàn)出差異性。同其他塑料材質(zhì)相比，PVC材質(zhì)的微塑料顆粒在生物被膜形成方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，當與其他材料一起形成生物被膜時，PVC表面能夠形成更多的生物被膜。
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