當下針對各類塑料的降解研究如火如荼，越來越多的微生物和酶被選中并訓練成出色的獵手，幫助我們“吃掉”塑料垃圾。
自塑料誕生起，人類與塑料已經走過了愛恨交織的一個多世紀，而人類要想真正掌控住自己發明的技術，接下來的道路還很漫長。
科學家在北極和高山地帶找到了一些“身懷絕技”的微生物，它們能在低溫下分解和“消化”塑料。這一發現可能有助于解決日益嚴重的塑料污染問題。
1967年，隨著化學工程師摸索出低成本的制造技術，塑料迅速淹沒了地球。短短半個世紀，全球塑料產量就從每年200萬噸激增至3.8億噸，增速是全球GDP的3倍。根據美國科學雜志《科學進展》的計算，到2017年7月，人類已生產了至少83億噸塑料。 如今，人類每年產生約4億噸塑料垃圾，這個數字在未來幾十年內還將持續增長。人們隨意傾倒廢塑料，這種東西需要幾個世紀才能降解。塑料垃圾泛濫成災，對自然生態系統產生負面影響，威脅人類健康。聯合國秘書長古特雷斯曾警告稱，海洋中塑料垃圾的總重量可能在2050年超過魚類。“很長一段時間里，我們相信海洋寬廣無垠，不管人類做什么都無法影響到它。現在我發現，我錯了。”被稱為“世界自然紀錄片之父”的戴維·阿滕伯勒說，“拍攝《藍色星球》時，不管我們潛入多么偏遠、多么深的海洋，都能看到塑料。”
英國人理查德·霍納在巴厘島潛水時，身邊是密密麻麻的塑料垃圾。圖/《印度時報》 據新加坡《聯合早報》報道，聯合國和日本的研究團隊在地表最深處——深達10898米的馬里亞納海溝底部，也發現了塑料購物袋。 迪·卡法里對此深有感觸。這位參加過數次環球航行的女船長行經南太平洋中心點“尼莫點”時，距離他們最近的人類不在大洋洲，也不在南美洲，而在國際空間站，但即使在如此遠離人類的地方，她也看到了塑料。洋流將垃圾從海岸帶進了大洋深處。直徑小于5毫米的塑料顆粒被稱為微塑料，是國際上普遍關注的新型污染物。不知不覺間，地球上幾乎所有角落都出現了微塑料的身影，深海海溝、南極的雪、空氣，甚至我們的血液中都有它。
在海洋中，塑料逐漸破碎、分解成直徑小于5毫米的大量微粒，科研人員稱之為“海中PM2.5”。其來源廣泛，比如添加“塑料微珠”以實現磨砂功能的洗面奶、牙膏和沐浴露等。圖/聯合國環境規劃署
北美青年文化平臺“VICE”網站日前刊發文章稱，科學家們一直想用微生物對抗塑料污染，但大多數能分解塑料的微生物對環境要求苛刻，通常需要到30攝氏度以上才會活躍起來。如果采用人工加熱，不僅抬高了技術門檻，增加了成本，而且會產生更多碳排放。
2023年5月21日，印度金奈。G20峰會前夕，海灘上展示用塑料垃圾制成的“大魚”，以呼吁人們提高環保意識。圖/視覺中國 瑞士科學家約爾·魯蒂和同事們致力于研究塑料污染對寒帶氣候下微生物的影響，發現一些物種似乎把塑料作為能量來源。他們發表在《微生物學前沿》雜志上的最新研究成果顯示，“來自高海拔地區和極地的微生物是塑料降解酶的有效生產者，可能對我們構建環境友好型的塑料循環經濟體系提供助力。”魯蒂表示：“棲息在高海拔地區和北極土壤中的微生物具有驚人的多樣性。”其中許多種類至今不為人類熟知，它們的生活方式和特殊能力仍是謎團。“開發這些微生物的代謝潛力，是我們這個研究小組堅持工作的重要動機。”魯蒂補充說：“適應低溫環境的微生物可以使塑料回收更可持續且成本更低，這些生物產生的降解酶在較低的溫度下無需加熱即可起效，從而節省了能源。” 在這顆星球上，微生物無處不在，從超咸的湖泊到放射性塵埃區，再到人類的身體。這些原始的生命形態之所以能存活下來，離不開天生的本領——甲烷、核輻射、有毒廢物乃至塑料中的聚合物，都能成為它們的“美食”。
魯蒂的團隊把注意力集中在生活在寒冷環境下的微生物。他們從格陵蘭、斯瓦爾巴群島和阿爾卑斯山等地放置幾個月的塑料材料中收集到34個微生物菌株，包括19種細菌和15種真菌。研究人員將這些微生物加入4類塑料中并觀察。除了難以降解的聚乙烯，大約一半微生物能夠在15攝氏度時分解其他3種塑料。這項研究為生物工程提供了初步的路線圖。隨著氣候變化，人們今后或許可以在較低的溫度下分解特定的塑料，有助于降低塑料回收工作的成本并約束碳排放。下一步，魯蒂和同事打算繼續對這類微生物展開研究。“我們會確定微生物產生的塑料降解酶，大量培養。”魯蒂說，“從中可以得到更多重要信息，如溫度的選擇和酶的穩定性，并驗證我們培養的酶是否可以大規模應用。”這種新的“冷適應微生物”，它可以在低溫下分解和消化不同類型的塑料。這一發現是科學家們開發更具成本效益的分解塑料工業規模方法的第一步，希望最終可達到消除地球上的塑料污染。
據報道，瑞士科學家發現了一種新的“冷適應微生物”，它可以在低溫下分解和消化不同類型的塑料。這一發現是科學家們開發更具成本效益的分解塑料工業規模方法的第一步，希望最終可達到消除地球上的塑料污染。
眾所周知，塑料污染是當今世界面臨的一大環境問題，如何有效地回收利用塑料成為了迫切的課題。目前，科研領域的確已經發現了一些能分解塑料的微生物，但它們的分解酶在工業應用時，通常需要在30°C 以上的溫度下才有效。這就需要加熱，增加了成本和碳排放。
因此，上述最新發現可能是微生物回收領域的一次科學飛躍。最新研究成果已于近期發表在了《微生物學前沿》雜志上。
據悉，這些瑞士科學家分別去了格陵蘭島、斯瓦爾巴群島和瑞士的高山和北極地區，對廢棄或故意掩埋的塑料上發現的19種細菌和15種真菌進行了取樣。然后，科學家們讓微生物樣本在實驗室中以單株培養的方式、在15°C的溫度下在黑暗中生長，并確認了他們所屬的菌群。科學家們發現，這些菌株屬于放線菌門和變形菌門，真菌屬于子囊菌門和粘菌門。
在實驗中，科學家們對每一株菌株都進行了“降解能力”綜合評估，被測試的塑料包括不可生物降解的聚乙烯（PE）和可生物降解的聚酯-聚氨酯（PUR），以及兩種商業可用的可生物降解混合物，即聚丁二酸丁二酯-對苯二甲酸（PBAT）和聚乳酸（PLA）。
科學家們發現，在15°C的溫度下，超過一半（56%）的菌株，即11種真菌和8種細菌能消化PUR，14種真菌和3種細菌消化PBAT和PLA。但沒有任何一種微生物能夠在126天的培養期內消化PE。
測試結果還顯示，“分解能力”最佳的是兩種不知名的真菌物種，分別被稱為Neodevriesia和Lachnellula，它們吞噬了除PE以外的所有塑料。
下一步，科學家們將試圖確定這些微生物的最佳工作溫度，并確定它們用來分解塑料的酶。
“下一個重大挑戰將是確定微生物菌株產生的塑料降解酶，并優化工藝以獲得大量酶，”該項研究的合著者之一Beat Frey說：“此外，可能需要對酶進行進一步修飾，以優化其穩定性等特性。”
蘇公網安備32058302004356號