中国科学家发现能有效降解塑料垃圾的海洋微生物菌群和酶

塑料废物正在越来越深地威胁着地球和人类，它不仅影响环境的美观，而且由于其成本有潜在危害，随着生态循环还有可能危害人体的健康。

防治 “白色污染” 的手段有许多种，可以从源头上减少塑料垃圾的产生，比如中国于 2007 年就颁布了 “限塑令”，另外也可以利用技术手段来解决已经产生的垃圾问题，比如推广可降解塑料。

除此以外，科学家们也一直在寻找更高效的降解塑料的方法，希望能更快地处理已产生的塑料垃圾。

治疗塑料污染还有一种十分重要的手段，就是生物修复。生物修复是指利用自然界的生物体来移除、或中和污染物的方法，这其中对于塑料污染治理最环保、且最有希望的方法是利用微生物降解手段。

塑料的微生物降解，是指通过微生物中一些特有的酶，来催化聚合物键裂成单体的反应，也就是加快塑料降解的化学反应过程。由于塑料降解的时间通常较长，有了酶促催化作用，就可大大减少塑料在自然界停留的时间，降低塑料对生态环境的破坏。

而就在最近，来自中国科学院海洋研究所的一个团队，就在海洋中寻找到了一种菌群，能够有效降解很常见的两种塑料：PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和 PE（聚乙烯）塑料。研究团队们也将这项科研成就发表在了这一成果近日发表在 JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS 上。

这项研究成果对于治理塑料垃圾废物具有十分重大的意义。因为在世界上的所有塑料废物中，PET 和 PE 这两种塑料占据了其中的 46.5%，可以说，找到治理 PET 和 PE 塑料的方法，就找到了治理近一半塑料污染的方法。

PET 塑料是十分常见的塑料之一，我们不仅可以从饮料瓶中找到它，也会经常在电气产品、汽车产品、以及日常生活中见到它。

PE（聚乙烯）塑料是五大合成树脂之一，也是中国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种，常用于制造薄膜、涂层等产品。

而且令人头疼的是，PET 和 PE 这两种化合物，都具有许多难以生物降解的特性，例如长烃链、高分子量、高抗张强度、低透气性以及对于物理和化学降解的耐久性。

对于 PET 塑料的降解，之前科学家们已经发现有角质酶、脂肪酶和酯酶等可以有效地催化 PET 塑料降解过程的物质。但是目前的科学研究，对于 PE 塑料降解的发现相比之下却相对较少，尽管人们通过在实验室中将 PE 塑料与特定的微生物的共同培养，发现 PE 塑料具有很大的降解潜力，但是目前已经知道的对于 PE 塑料的通过单一菌株或单一酶的降解方法，都因为效率太低而无法满足工业应用的需求。

因此，本次研究中，中科院海洋研究所的科研小组就将目标对准了微生物群落降解，也就是在多种微生物物种联合体的协同效应下，塑料的降解效率很可能会大大提高。

（来源：网络）

这次发现由中国科学院海洋研究所研究员孙超岷带领，这支团队自从 2016 年起，就一直对从青岛近海采集到的数千份海洋塑料垃圾样本进行着分析和筛选工作，这些样本中包含有数百种塑料废物。

经过不懈的筛选和分析，他们发现，一个海洋细菌群落能有效地定殖和降解聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE），而且在含有塑料垃圾的环境中时，这个细菌群落反而拥有更好的生长能力。

科研人员推测，这是因为这个细菌群落存活所需的能量，正是通过降解 PET 塑料和 PE 塑料得到的。

接下来，为了特定寻找出到底是细菌群落中的哪种细菌在 PET 塑料和 PE 塑料的降解中发挥了作用，科研人员对这个细菌群落的组成种类和丰度进行了定量分析，并发现其中有 5 种细菌为在塑料垃圾的培养基中拥有更强的存活优势。

然后，通过细菌培养科研人员成功获得上述 5 类细菌的纯培养菌株，并进一步调查发现，其中有 3 种菌株具有明显更强的塑料降解能力。

为进一步研究这 3 种菌株怎样才能共同发挥协同效应，以及如何才能最有效地降解塑料，科研人员将这 3 株细菌按照不同的比例复配，并进行对比分析。

最终，这支科研团队成功建立了一个稳定的海洋细菌群落，可实现 PET 和 PE 塑料的有效降解。科研人员还继续通过液相色谱 - 质谱法联用，证明了所建立的菌群对于 PET 塑料和 PE 塑料的降解的有效降解。

这项研究不仅寻找到了可以降解这个世界上近一半的塑料垃圾的微生物种群，而且还从生物角度和机械角度，给出了塑料垃圾生物降解进行产业化的重要建议，是塑料垃圾的生物降解道路上重要的里程碑。

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