新型石油基全降解纖維會不會殺死蚯蚓?
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中國日報(bào)網(wǎng)轉(zhuǎn)載
人物檔案
楊軍,生于1965年2月,北京航空航天大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授,主要從事塑料生物降解、環(huán)境生物技術(shù)和水處理技術(shù)等方面的研究。
十年潛心只為證實(shí)蟲子“吃”塑料
雖然看上去塑料袋是被蟲子吃掉了,但科學(xué)研究還需要扎實(shí)的論證。楊軍開始指導(dǎo)研究生秦小燕做“蠟蟲吃聚乙烯塑料薄膜”的實(shí)驗(yàn)。
“我們通過各種渠道購買和培養(yǎng)了蠟蟲,通過解剖將其腸道內(nèi)含物取出,接種于僅僅鋪有聚乙烯薄膜的無碳培養(yǎng)基上。”楊軍說。碳是維持生命的主要元素,如果不給蠟蟲葡萄糖、淀粉等碳源,只給聚乙烯薄膜,蠟蟲要么依靠聚乙烯進(jìn)行代謝繁殖,要么因沒有能量來源而死掉。
實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了28天,楊軍和秦小燕通過電鏡觀察聚乙烯薄膜發(fā)現(xiàn),蠟蟲腸道內(nèi)含物侵蝕并穿透了塑料薄膜。這意味著蠟蟲的腸道微生物降解了塑料。
“在中科院微生物所用電鏡看到塑料薄膜穿孔時,我們師生激動地?fù)肀г谝黄稹?/span>”時隔幾年,回憶起那時的情景楊軍依然很興奮。
但他并沒有著急發(fā)論文,“因?yàn)楹芏鄸|西還沒搞明白,科研急不得。這是一個‘金礦’,可以發(fā)掘出很多非常有價值的原創(chuàng)性成果。”他說。
彼時,他已離開行政管理崗位,結(jié)束了五年多學(xué)術(shù)和行政“兩肩挑”的生活,開始訪問牛津大學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究方法,潛心研究起蟲子,專心做一名學(xué)者。
“科研人員通常追求完美,講究證據(jù)、嚴(yán)謹(jǐn),而行政工作很多時候靈活性更大,我的個性更適合做科研。”楊軍說,多年科技管理的經(jīng)歷讓他擁有更寬闊的視野,幫他跳出專業(yè)小圈子看問題。
回到科研上。到底是腸道內(nèi)含物里的哪些關(guān)鍵物質(zhì)分解了聚乙烯?楊軍團(tuán)隊(duì)繼續(xù)以聚乙烯為碳源,60天富集培育分離出8種純菌株,并最終通過抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)選擇了兩種降解能力最強(qiáng)的菌種:阿氏腸桿菌和芽孢桿菌。
實(shí)驗(yàn)證明,這兩種菌株的確可以靠“吃”塑料薄膜“活下來”。它們在聚乙烯薄膜上穩(wěn)定增長,活性較強(qiáng),可以侵蝕掉聚乙烯膜表面。通過這些實(shí)驗(yàn),他們初步搞清了降解機(jī)制:將聚乙烯這種長鏈的C—C單鍵氧化斷裂成為一個親水的碳氧雙鍵的羰基。
同時,楊軍團(tuán)隊(duì)擴(kuò)大調(diào)研范圍,了解到有人用蚯蚓、千足蟲、蛞蝓、蝸牛等做過降解塑料的實(shí)驗(yàn),但效果并不理想。看到有關(guān)泡沫塑料板被黃粉蟲啃食的報(bào)道,楊軍團(tuán)隊(duì)決定用個頭大很多的黃粉蟲試著降解更艱難的目標(biāo)——聚苯乙烯,也就是常見的白色泡沫塑料。
于是,他們又做了黃粉蟲降解聚苯乙烯實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)了1500條黃粉蟲,將其平均分成三組,進(jìn)行為期30天的實(shí)驗(yàn)。一組僅喂食聚苯乙烯的泡沫塑料,對照組喂食它們喜歡的麥麩。結(jié)果發(fā)現(xiàn),分別單獨(dú)喂食泡沫塑料和麥麩的兩組存活率沒有顯著差異。
為測量聚苯乙烯的降解程度,楊軍等收集了吃過麥麩和泡沫塑料的蟲糞,并用GPC(凝膠滲透色譜)證明聚苯乙烯的分子量降低了,熱重結(jié)果也表明分子量降低了。
“50%的聚苯乙烯被黃粉蟲轉(zhuǎn)化為二氧化碳和蟲體。作為生物化學(xué)機(jī)制的‘金標(biāo)準(zhǔn)’,碳13—同位素標(biāo)記示蹤的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這個結(jié)果。”楊軍說,該實(shí)驗(yàn)充分證明了黃粉蟲能降解聚苯乙烯。
研究成果寫進(jìn)中小學(xué)教材
“主要是因?yàn)椴牧蠈W(xué)科的審稿人堅(jiān)持認(rèn)為塑料是不能被生物降解的,這個概念已經(jīng)根深蒂固。”楊軍說。
楊軍的成果,美國已有20多家家庭農(nóng)場開始用泡沫塑料養(yǎng)殖黃粉蟲。其研究結(jié)果也已進(jìn)入多個國家的科學(xué)博物館、中小學(xué)教材或者參考書。
“今日長纓在手,何時縛住蒼龍?”有一點(diǎn)文學(xué)情懷的楊軍用這句話來形容今日的心境。“我相信,我們科學(xué)家跟企業(yè)家共同努力,一定能縛住塑料垃圾這條‘長龍’。”他說。
時光荏苒,我們ECO研發(fā)團(tuán)隊(duì)披荊斬棘,潛心耕耘,2018年終于將細(xì)菌吃掉塑料這個普通人認(rèn)為不可能成功的科學(xué)壯舉成功的工業(yè)化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了縛住塑料垃圾這條‘長龍’這一世界性的難題。
ECO啃塑劑——是世界上唯有的厭氧領(lǐng)域的發(fā)明專利。是目前世界上唯有的一種厭氧降解技術(shù),具有排他性。
2016 年末,EcoplasticsTechnology Limited.成立。2017 年,ECO團(tuán)隊(duì)飛到全球各地,向一家又一家公司展示EcoplasticsTechnology Limited。同時,在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部,對各種類型的塑料、橡膠、泡沫、紡織品進(jìn)行試驗(yàn)和ASTM 生物降解測試,獲得合規(guī)文件。
ECO——革命性的新技術(shù)、傳統(tǒng)塑料的新型替代品。
ECO的特點(diǎn):不改變生產(chǎn)設(shè)備、不改變生產(chǎn)工藝、不改變產(chǎn)品質(zhì)量(物理性質(zhì))、不改變回收再生、不產(chǎn)生塑料微粒、不需要堆肥設(shè)施、不產(chǎn)生有毒殘留、不需要高昂的價格。
ECO是真正可持續(xù)產(chǎn)品的象征。
國外著名品牌VIO使用ECO啃塑劑產(chǎn)品在EPS杯子上,經(jīng)過權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)測試ASTM-D5511最終降解了92%