新型環(huán)保塑料可被深海微生物降解
更新時(shí)間：2025/8/5 10:58:03 來源：新華社
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常規(guī)塑料降解可能需要長達(dá)數(shù)十年。日本新研究發(fā)現(xiàn)，一種新型環(huán)保塑料可在較短時(shí)間內(nèi)被深海微生物群落轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無毒物質(zhì)。這為開發(fā)更安全、可自然降解的新材料提供了思路。
日本信州大學(xué)近日發(fā)布公報(bào)說，科學(xué)家一直在尋找更容易在深海的極端環(huán)境中降解的塑料，這種名為LAHB的新型環(huán)保塑料是有前景的候選材料。它是一種利用大腸桿菌工程菌合成的乳酸基聚酯，此前研究表明，它在河水和淺海中具有良好降解能力。
信州大學(xué)和群馬大學(xué)等單位合作，證明了LAHB在深海的降解能力。研究團(tuán)隊(duì)將約含6%乳酸的LAHB（P6LAHB）薄膜、約含13%乳酸的LAHB（P13LAHB）薄膜與傳統(tǒng)聚乳酸塑料薄膜一起沉入海底進(jìn)行比較。這些樣本被放置在約855米深的海底，那里的低溫（3.6攝氏度）、高鹽度和低溶解氧水平為微生物分解塑料帶來巨大挑戰(zhàn)。
浸泡7個(gè)月和13個(gè)月后的觀察結(jié)果顯示，LAHB薄膜在深海環(huán)境下有明顯的降解跡象。P13LAHB薄膜在7個(gè)月后減重30.9%，13個(gè)月后減重超過82%；P6LAHB薄膜也表現(xiàn)出類似趨勢。相比之下，在整個(gè)測試期間，聚乳酸薄膜無明顯重量變化，也未發(fā)現(xiàn)降解跡象。
LAHB薄膜表面出現(xiàn)裂縫，并被微生物形成的生物膜覆蓋，表明深海微生物正在定殖并分解LAHB塑料。研究人員分析塑料薄膜表面微生物群落發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢菌群為伽馬變形菌類，它們能夠產(chǎn)生一些特殊酶，對分子鏈進(jìn)行分解或切割，其他菌群還包括阿爾法變形菌類和脫硫桿菌類等。在這些微生物協(xié)同作用下，LAHB塑料最終被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水等無毒物質(zhì)，回歸海洋生態(tài)系統(tǒng)。
相關(guān)論文已在線發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《聚合物降解與穩(wěn)定性》上。研究人員表示，通過證明LAHB在深海條件下也能分解為無機(jī)物，本研究為尋找傳統(tǒng)塑料替代材料提供了更安全的方案，并推動(dòng)向循環(huán)生物經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型。
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常規(guī)塑料降解可能需要長達(dá)數(shù)十年。日本新研究發(fā)現(xiàn)，一種新型環(huán)保塑料可在較短時(shí)間內(nèi)被深海微生物群落轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無毒物質(zhì)。這為開發(fā)更安全、可自然降解的新材料提供了思路。
日本信州大學(xué)近日發(fā)布公報(bào)說，科學(xué)家一直在尋找更容易在深海的極端環(huán)境中降解的塑料，這種名為LAHB的新型環(huán)保塑料是有前景的候選材料。它是一種利用大腸桿菌工程菌合成的乳酸基聚酯，此前研究表明，它在河水和淺海中具有良好降解能力。
信州大學(xué)和群馬大學(xué)等單位合作，證明了LAHB在深海的降解能力。研究團(tuán)隊(duì)將約含6%乳酸的LAHB（P6LAHB）薄膜、約含13%乳酸的LAHB（P13LAHB）薄膜與傳統(tǒng)聚乳酸塑料薄膜一起沉入海底進(jìn)行比較。這些樣本被放置在約855米深的海底，那里的低溫（3.6攝氏度）、高鹽度和低溶解氧水平為微生物分解塑料帶來巨大挑戰(zhàn)。
浸泡7個(gè)月和13個(gè)月后的觀察結(jié)果顯示，LAHB薄膜在深海環(huán)境下有明顯的降解跡象。P13LAHB薄膜在7個(gè)月后減重30.9%，13個(gè)月后減重超過82%；P6LAHB薄膜也表現(xiàn)出類似趨勢。相比之下，在整個(gè)測試期間，聚乳酸薄膜無明顯重量變化，也未發(fā)現(xiàn)降解跡象。
LAHB薄膜表面出現(xiàn)裂縫，并被微生物形成的生物膜覆蓋，表明深海微生物正在定殖并分解LAHB塑料。研究人員分析塑料薄膜表面微生物群落發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢菌群為伽馬變形菌類，它們能夠產(chǎn)生一些特殊酶，對分子鏈進(jìn)行分解或切割，其他菌群還包括阿爾法變形菌類和脫硫桿菌類等。在這些微生物協(xié)同作用下，LAHB塑料最終被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水等無毒物質(zhì)，回歸海洋生態(tài)系統(tǒng)。
相關(guān)論文已在線發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《聚合物降解與穩(wěn)定性》上。研究人員表示，通過證明LAHB在深海條件下也能分解為無機(jī)物，本研究為尋找傳統(tǒng)塑料替代材料提供了更安全的方案，并推動(dòng)向循環(huán)生物經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型。
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