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可以“吃”塑料的海洋微生物在青岛发现

来源:海洋科学进展 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2022-05-16

【作者】网站采编

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【摘要】【来源:青岛发布】 带着这种想法,他们自2016年开始从青岛近海采集了上千份塑料垃圾。“塑料是一类高分子聚合物的统称,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨

【来源:青岛发布】

带着这种想法,他们自2016年开始从青岛近海采集了上千份塑料垃圾。“塑料是一类高分子聚合物的统称,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PUR)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等六种塑料制品是目前塑料垃圾的主要来源。”孙超岷说,通过对收集的塑料垃圾进行大量筛选,他们先后发现了附着在塑料垃圾上的两种海洋微生物。2021年发现的是一种细菌,能有效降解PET和PE两种塑料。今年发现的是一种成长后肉眼可见的真菌,不仅能有效降解当前用量最大、污染最重、最难降解的PE塑料,同时对PP、PS、PVC、PUR、聚酰胺(PA)和生物可降解塑料都有明显的降解效果。

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微生物能够降解塑料,是因为微生物经过与塑料及类似物的长期共存,逐渐演化出一些能有效降解塑料的类群。孙超岷常常这样比喻:对于很多微生物而言,你给它吃面包、米饭,他们会活得很好,但如果它们没有那么好的生存环境,比如长期生活在塑料垃圾周围的微生物,为了生存,它们就会慢慢“进化”,通过分泌酶类“吃”塑料,获得额外的能量来源。

发现能“吃”塑料的海洋微生物,过程充满曲折。前两年,孙超岷团队的研究工作几乎没有任何进展。在发现能够分解塑料的海洋微生物菌群后,团队又耗时约3年,剔除菌群中不起降解作用的微生物,才获得精准有效的“吃”塑料微生物。“在这个筛选过程中,一遍遍重复失败,也曾想过放弃,庆幸的是最终坚持了下来。” 回顾多年来的科研经历,孙超岷团队成员、海洋所博士高蓉蓉不胜感慨。

在中科院海洋所实验海洋生物学重点实验室里,大大小小的透明玻璃瓶里盛着些许“水”“泥土”,排在桌子上、冷藏箱里。孙超岷介绍,这是通过“科学”号科考船等方式获取的第一手海洋沉底物样品,一滴水或者一把泥里面,就有数千万计的海洋微生物。

为攻克该难题,孙超岷团队加快实现能“吃”塑料海洋微生物的纯培养,即实现只在单一种类存在的状态下所进行的生物培养。“海洋中存在大量未知的微生物,我们团队的一项重要工作,就是基于采集的海洋样品,在实验室里实现未知海洋微生物的纯培养。海洋微生物若培养不出来,也就不可能了解它,更不可能利用它。” 孙超岷将他们海洋微生物的研究工作概括为 “三部曲”:培养、了解和利用。

简而言之,在发现能够分解塑料的“升级版”海洋微生物后,孙超岷团队首先实现了能“吃”塑料海洋微生物的纯培养,继而通过不断改良培养条件,让微生物加快分泌有利于降解塑料的酶种,如此大大提升了降解效率:一个月即可产生原来数月才能达到的降解效果,同时还拓宽了塑料降解谱,能够有效降解PP、PS、PVC、PUR等多种塑料。“对于PUR塑料和生物可降解塑料来说,第二天就可以看到穿透效果,约一周时间则可实现完全变形、酥脆,两周内将其降解为碎片。” 孙超岷表示。

“我们正对该海洋微生物进一步培养优化,同时积极对接企业,努力实现对部分塑料(如聚酯型PUR)的工业级应用,建立‘从塑料降解到高值化生物转化'的一体化生物回收模式。”面对从“0”到“1”的课题,孙超岷也希望更多部门、企业、院校参与进来,加快从基础研究向实际应用转化,为我国塑料循环经济发展提供经济、环保、可行的“海洋方案”。

发现以塑料为“食”的海洋微生物

推动从塑料降解到高值化生物转化

像许多发明一样,塑料本身并不是“坏物质”。不过,大量塑料生产和废弃正对气候变化、自然损失和污染方面造成“三重危机”。海洋所的研究结果,有望突破多种难降解塑料的降解瓶颈,开发出环境友好型降解塑料垃圾生物制品。目前,该成果已申请国家发明专利保护;4月28日,已申请国际发明专利保护,科研成果转化正在推动中。

从陆地到海洋,从最高的山峰到最深的海沟,塑料垃圾和污染已经无处不在。在今年3月份举行的第五届联合国环境大会续会上,来自175个国家的国家元首、环境部长和其他代表签署了《终止塑料污染决议(草案)》,旨在2024年前结束塑料污染,制定一项涉及塑料整个生命周期的具有法律约束力的国际协议,推动全球塑料污染治理。

文章来源:《海洋科学进展》 网址: http://www.hykxjzzz.cn/zonghexinwen/2022/0516/722.html

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