《海洋微生物降解塑料机制破译》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2024-01-28
  • 大量塑料垃圾进入海洋后,能不能被深海微生物降解? 降解过程会不会释放出新的污染物? 近日,自然资源部第三海洋研究所深海微生物代谢机制与环境作用创新团队报道了两类常见塑料垃圾的深海微生物降解过程,探究了深海沉积物中潜在降解菌的降解机制,以及微生物塑料降解的负面作用。

    研究发现,深海细菌一方面确实参与了塑料的彻底降解,同时也促进了微塑料的形成与环境释放。聚对苯二甲酸乙二醇醋 (PET) 是目前世界上最常用的聚酷类塑料,全球每年生产量近7000万吨,常用于饮料瓶、包装材料等。由于PET比重大于海水,容易沉降到海底,是深海环境中丰度最高的塑料类型之一。上述研究采集了来自西太平洋的深海沉积物 (5000米左右水深),以PET为唯一碳源与能源在实验室富集一年后,获得了PET降解菌群。研究首次证明了深远海沉积物中存在PET塑料降解菌,它们在原位环境中可能缓慢降解沉到海底的塑料垃圾。另外,该团队还利用广泛分布的两株海洋细菌来观察其对聚苯乙烯 (PS) 塑料生物降解与微塑料的形成过程,该研究为深入理解海洋微生物介导的塑料碎片化过程与纳米塑料来源及环境归宿提供了参考。

  • 原文来源:https://www.iziran.net/news.html?aid=5296693
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    • 全球塑料污染问题日益严峻,严重威胁了全球环境,不仅对大自然和动物有害,对人类健康也产生不利影响,例如研究表明在人类血液中已发现了塑料。2010年,研究人员估计,一年内有80亿公斤塑料涌入海洋,预计到2025年这一数据将急剧增加。进入海洋的塑料如果迁移到中心位置,就会形成垃圾漩涡,如覆盖面积超过160万平方公里的太平洋垃圾带。这些塑料无法降解,而是分解成更小的颗粒,最终成为在环境中持续数世纪的微塑料。 为了解决塑料垃圾增加的问题,加州大学圣地亚哥分校的科学家们开发出了新的可生物降解材料,旨在取代传统使用的塑料。在证明这种聚氨酯泡沫塑料可以在陆基堆肥中生物降解后,研究团队证明了这种材料也可以在海水中生物降解。研究结果发表在《整体环境科学》(Science of the Total Environment)杂志上。 研究人员在斯克里普斯的埃伦·布朗宁·斯克里普纪念码头和实验水族馆对新研发的生物降解聚氨酯材料进行了一系列测试。该码头的位置为科学家提供了在天然近岸生态系统中测试材料的途径和机会,而这正是垃圾塑料最有可能最终出现的环境。研究小组在聚氨酯泡沫塑料上发现了多种海洋生物,它们将材料生物降解回其初始化学物质,并将其作为营养物质消耗掉。 研究人员将泡沫塑料样品暴露于潮汐和波浪中,并使用傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜跟踪分子和物理变化。结果显示,在短短四周内材料就开始降解。然后,研究人员从圣地亚哥周围的六个海洋地点发现了能够分解和消耗聚氨酯材料的微生物。这些微生物主要是细菌和真菌的混合物,生活在整个自然海洋环境中。(张灿影 编译)
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    • 编译者:冯瑞华
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    • 据美国科学促进会(AAAS)科技新闻共享平台EurekAlert! 近日报道,以色列特拉维夫大学的一项新研究,描述了一种不需土地和淡水的生物塑料聚合物生产过程,这种塑料来源于以海藻为食的微生物,塑料废弃物毒性为零,能以有机废物形式回收利用。 据了解,该发明是特拉维夫大学波特环境与地球科学学院亚历山大·戈尔博格博士与化学学院米歇尔·哥津教授进行学科交叉合作的成果。研究成果发表在《生物资源技术》杂志上。 据联合国统计,塑料占海洋所有污染物的90%,却几乎没有特别有效的环保替代品。 “塑料数百年才能腐烂。塑料也是由石油产品生产的副产品,生产过程会释放化学污染物。”戈尔博格博士认为,“生物降解塑料是解决方案之一,其不使用石油,还能迅速降解。但是,生物塑料也有环境价格,培育相关的植物或细菌需要肥沃的土壤和淡水,但包括以色列在内的许多国家都没有这类条件。” 研究人员利用以海藻为食的微生物,生产一种叫做聚羟基链烷酸酯(PHA)的生物塑料聚合物。这种海藻是能在海中种植的多细胞海藻,而一种能在非常咸的水中生长的微生物,可以吃掉多细胞海藻并产生可用于制造生物塑料的聚合物。 这种新工艺将为淡水短缺的国家如以色列、中国和印度,从生产石油衍生塑料向生产生物降解塑料转型提供相应技术。 戈尔博格认为:“这项新研究将努力彻底改变世界清洁海洋的努力。” 现在,科研人员正在开展基础研究,以找到最适合生产具有不同性质生物塑料聚合物的最佳微生物和藻类。 总编辑圈点 以色列虽然土地贫瘠、资源短缺,却坚持走科技强国之路,其对人类科技发展的贡献巨大。以色列科学家擅长大处着眼、小处入手,总是钻研“务实”的应用技术。缺水,农业就发明了滴灌技术把用水量限制到极致;缺生产塑料的土地,就在海水里想办法制造可降解塑料……从实际问题中来的技术解决方案,终将回到实际中去,进而惠及人类。