生物降(jiàng)解塑料製品
由於塑料的(de)無法自然降解性,它已(yǐ)成為人類的敵人,也已經導致許多動(dòng)物死亡的悲劇。比如動物園的猴(hóu)子,鵜鶘,海豚等動物,都會誤(wù)吞遊(yóu)客隨手丟的塑料瓶,導(dǎo)致不消化而痛(tòng)苦地死去(qù);望去美麗純淨的海麵上,走近了看,其實飄滿(mǎn)了各種(zhǒng)各樣的無法為海洋所容納的塑料垃圾,在多隻死去海鳥樣(yàng)本的腸(cháng)子裏,發現了各種各樣的無(wú)法被(bèi)消化的塑料。這就(jiù)要求(qiú)塑料降解難題等待解決。
2015年(nián)北京航空(kōng)航天大學楊軍教授研究組、深圳華(huá)大基因公司趙姣博士等在環境學科領域的權威期刊上合作發表(biǎo)了兩篇姊妹研究論文,證(zhèng)明了黃粉蟲(麵包蟲)的幼蟲可降解聚苯乙烯這類難降解的塑料。楊軍教授介紹,2013年全球消費2.99億噸塑料(liào),其(qí)中聚苯乙烯類塑料占(zhàn)7%,每年消耗約2100萬噸(dūn),常(cháng)見的塑料飯盒、咖(kā)啡杯(bēi)等可承受開水溫度的材料即為聚苯乙烯。權威的調查已經表明,聚苯(běn)乙烯(xī)這種塑料在土壤、汙泥、腐爛垃圾(jī),或(huò)糞肥微生物群落裏(lǐ),4個月僅降解(jiě)0.01%-3%的範圍。
2005年起,楊軍團隊開始研究塑料生物降解。主攻難降(jiàng)解的聚苯乙烯等塑(sù)料降解(jiě)。楊軍認為(wéi),生物降解塑料的思路要開拓,不能(néng)隻局限(xiàn)於微生物,可以(yǐ)考慮鱗翅目昆蟲、白蟻等,海(hǎi)洋中的蛀船蟲和鑽孔蚌(bàng)能侵蝕聚乙烯和海底電纜,也可考慮從這(zhè)些生物中分(fèn)離並克隆能產生活性基團的關鍵(jiàn)酶及其基因。黃粉蟲又叫麵包蟲,在昆蟲分類學上隸屬於鞘翅目,擬步行蟲科,粉甲蟲(chóng)屬(擬步行蟲屬)。
黃粉幼蟲齧食降解聚苯乙烯(xī)機理:一,泡沫塑料首先被黃粉幼蟲(chóng)嚼噬成細小碎片並攝(shè)入腸道中;二,嚼噬作用增加了聚苯乙烯泡沫與微生物和胞(bāo)外酶的接觸麵積,所攝食的(de)碎片在腸道微生物所分(fèn)泌(mì)的(de)胞外酶作用下,進(jìn)一步(bù)解聚成小分子產物;三,這(zhè)些(xiē)小(xiǎo)分子產物在多種酶菌和黃粉(fěn)幼蟲自身酶的作用下,進一步降解並同化(huà)形成幼蟲自(zì)身組織(zhī);第四步殘留的泡沫碎片與部分降解中間(jiān)產物,混合部分腸道微(wēi)生物,以蟲糞的形態排泄出體內(nèi),在(zài)蟲糞中(zhōng)泡沫塑料可能(néng)還會進(jìn)一步繼續降解。