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吞噬”塑料的细菌 想说爱你不容易

转载注明:牛宝体育  comsevent.com 发布时间: 2021-03-17 11:21:10 点击次数: 206
牛宝体育 【科技(ji)日报】;

科学家们发现(xian)了一(yi)些能够“吃”塑料(liao)的(de)细(xi)菌。这可能是应对全(quan)球最(zui)紧迫环境危机之(zhi)一(yi)的(de)解决办法——培育此类细(xi)菌并将塑料(liao)分解为无害(hai)的(de)副产品。

◎本报记者 刘 霞

美国《福布斯》双周刊网站3月(yue)11日的(de)(de)报道指出(chu),一项研究(jiu)估计,到(dao)2050年,海洋中(zhong)所有(you)塑料的(de)(de)重量可(ke)能与鱼类的(de)(de)重量相当。

源源不(bu)断产生的(de)塑料(liao)垃圾对生态环境造(zao)成了巨(ju)大危害(hai),也(ye)给(ji)人(ren)类健康带来(lai)威胁。

美(mei)国有线电视(shi)新闻网的报道也显示,目(mu)前全(quan)球每年生(sheng)产(chan)超过3.3亿吨塑料,预计到(dao)2050年,这一数字将增加两倍。

日本科学家曾于(yu)2016年在《科学》杂志撰(zhuan)文报告(gao)称(cheng),他们(men)发现(xian)了一种可以(yi)“吞(tun)噬”塑(su)料的细(xi)(xi)菌(jun),这可能是应对全球最紧迫环境(jing)危机之(zhi)一的解(jie)决办法(fa)——培育此类细(xi)(xi)菌(jun)并将塑(su)料分解(jie)为无(wu)害的副(fu)产品。

科学家们(men)对这些“吞噬”塑(su)料的细菌(jun)寄予(yu)厚(hou)望。不过,专家也(ye)提醒道,这类细菌(jun)的大规模商业部(bu)署仍需数年时间。另外(wai),即便(bian)可以(yi)向(xiang)自然界大量派遣这些细菌(jun),它们(men)可能也(ye)会带来其他问题。

多种(zhong)细菌能“吃掉”塑料

上述发表于(yu)《科学(xue)(xue)》杂志的研究(jiu)显示,日本庆应(ying)义塾(shu)大学(xue)(xue)研究(jiu)人员偶(ou)然发现,一(yi)种奇(qi)特的细菌Ideonella sakaiensis 201-F6可以“吃掉”塑(su)(su)料。据(ju)悉,这种细菌能(neng)在30摄氏(shi)度(du)下经(jing)过6周完全(quan)降解PET薄膜。PET是聚(ju)对(dui)苯二甲酸乙二醇酯,是世界上最常见的塑(su)(su)料之一(yi),应(ying)用于(yu)衣(yi)料、饮水(shui)瓶和食物打包盒等。该物质需要数百年(nian)才能(neng)分解,对(dui)环境造成难以估(gu)量的破坏。

研究人员进一(yi)步调查(cha)研究后(hou)发现,一(yi)种叫做ISF6-4831的(de)酶,它(ta)与水发生反应能将PET分解(jie)成一(yi)种中间(jian)介质,随后(hou),第二种酶ISF6-0224又(you)将该中间(jian)物(wu)进一(yi)步分解(jie)成简单(dan)的(de)分子结(jie)构(gou)。

无独有偶,据巴基(ji)斯坦(tan)《黎明报》2017年9月26日(ri)报道,中国和巴基(ji)斯坦(tan)科学家携手发现(xian)了(le)一种可以分解塑(su)料的真(zhen)菌(jun)塔宾曲霉,这种细菌(jun)体(ti)内生长的根类(lei)细丝网(wang)络(luo)有助于分解聚合物,可在(zai)几个星(xing)期内将(jiang)塑(su)料降解。

另据英(ying)国(guo)《独立报》网站2019年6月30日报道,美国(guo)俄(e)勒冈州里(li)德(de)学院学生(sheng)摩根·韦格在得克萨斯州休斯敦(dun)附近的(de)(de)一处油料(liao)场采集的(de)(de)样本中发现了另外一种可以食用PET的(de)(de)细菌。

韦(wei)格称,该菌种的(de)利用有(you)可能(neng)彻底改变塑(su)料(liao)废(fei)弃(qi)物的(de)处理(li)方(fang)式,加快这种细(xi)菌“吞噬”塑(su)料(liao)的(de)进程,有(you)望为(wei)解决地球塑(su)料(liao)问题发挥“很(hen)大作用”。目前(qian)每年(nian)约(yue)有(you)3亿吨(dun)塑(su)料(liao)被废(fei)弃(qi),只有(you)约(yue)10%得以(yi)回(hui)收。

此外,2020年3月,德国莱(lai)比(bi)锡(xi)亥姆霍兹环境(jing)研究(jiu)中心的(de)科学家在莱(lai)比(bi)锡(xi)一(yi)个(ge)塑(su)料废(fei)料场收(shou)集土壤并对其(qi)进行(xing)研究(jiu)后,发现了一(yi)种以聚(ju)氨(an)酯二醇为食(聚(ju)氨(an)酯二醇广(guang)泛用于产品制造)的(de)新型(xing)土壤细(xi)菌。

《福布斯》双周刊网站在3月11日(ri)的报(bao)道(dao)中指出,尽管这(zhei)(zhei)些(xie)细菌(jun)“吞(tun)噬”塑(su)料(liao)的速(su)度(du)(du)赶不上人类(lei)每年制造(zao)塑(su)料(liao)垃圾的速(su)度(du)(du),但这(zhei)(zhei)些(xie)发现意味着,有朝(chao)一日(ri),科学家们(men)有可能大(da)量生产(chan)此类(lei)细菌(jun),并(bing)将其派往各大(da)垃圾填埋(mai)场或者海洋中。

生物改造能提升“吞噬”效率

《福布(bu)斯》双周刊的报(bao)道指出,为使这些天然细(xi)菌发挥作用,必须对其(qi)进行生物(wu)改造(zao),使其(qi)降解塑料的速度提高(gao)几百倍(bei)或(huo)几千倍(bei)。

科(ke)(ke)学(xue)(xue)家(jia)们(men)在(zai)这方面(mian)也取(qu)得了一些突破。2018年,英国普茨茅(mao)斯(si)大学(xue)(xue)科(ke)(ke)学(xue)(xue)家(jia)们(men)对在(zai)大阪发现的(de)天(tian)然(ran)细菌加以改良,生成了能在(zai)几天(tian)内就(jiu)消化PET的(de)酶,并将(jiang)它命名为(wei)PETase。2020年10月,这些科(ke)(ke)学(xue)(xue)家(jia)将(jiang)ISF6-4831和ISF6-0224这两种不同酶组合成一种“超级酶”,进一步提升了其“吞噬”塑料的(de)效率(lv)。

不过,上述研究负责人、普茨茅(mao)斯大(da)学约翰(han)·梅根教授也表示:“我们现(xian)在需(xu)要找到方(fang)法以降低生(sheng)成这种(zhong)酶的成本,也需(xu)要掌握大(da)规(gui)模工(gong)业化(hua)使用这种(zhong)酶的技术。”

虽然(ran)前路(lu)漫(man)漫(man),但(dan)梅(mei)根乐观地认为,这将是人类最(zui)终消除(chu)塑(su)料污染、控制(zhi)塑(su)料泛滥的新(xin)起(qi)点。

尽管(guan)这些细菌(jun)的(de)大规模商业应用(yong)仍需(xu)数年时间(jian),但曙光已经出现!法国(guo)卡比奥斯公司可能(neng)在未来几(ji)个月内(nei)破(po)土动工(gong),建(jian)造(zao)一个利用(yong)酶对PET塑料进(jin)行生物降解的(de)示范(fan)工(gong)厂。

大规(gui)模部署仍(reng)面临诸多挑(tiao)战

不(bu)过,也有(you)(you)专家提醒说,即使这些新技术(shu)有(you)(you)朝一(yi)日(ri)大规模部(bu)署,它们仍将面临诸多(duo)问题,甚至可能带来未知的风险。

首(shou)先(xian),这些细菌大多只能消化PET,对于(yu)(yu)其他几种(zhong)塑料(liao)——如用于(yu)(yu)制造洗发(fa)水(shui)瓶(ping)或管道等更坚硬材(cai)料(liao)的HDPE,可能很(hen)难实现(xian)生物(wu)降解。

此外(wai),细菌也不能将(jiang)塑(su)料(liao)(liao)(liao)降解成(cheng)碳和氢,通常只(zhi)会将(jiang)其分解成(cheng)单(dan)体(ti),而单(dan)体(ti)只(zhi)能被用来制造更(geng)多(duo)(duo)塑(su)料(liao)(liao)(liao)。例如,卡比奥(ao)斯的工厂就打算(suan)将(jiang)PET塑(su)料(liao)(liao)(liao)变回原料(liao)(liao)(liao),以(yi)生产更(geng)多(duo)(duo)塑(su)料(liao)(liao)(liao)。

而且(qie),即使未来(lai)有(you)可能大量(liang)生产出(chu)细菌并将其(qi)派往垃圾堆,这种方法也可能带(dai)来(lai)其(qi)他(ta)问(wen)题(ti)——对这些塑料进行生物降解(jie)有(you)可能释(shi)放出(chu)其(qi)中包含的化学(xue)添加(jia)剂,从而污染环(huan)境。

专家表(biao)示,战胜塑料(liao)废(fei)物(wu)危机的最佳方(fang)法是,使用(yong)其他可重复(fu)使用(yong)的物(wu)品(pin)来替代。例如(ru),英国(guo)诺普勒公司利用(yong)海藻酸钠凝胶(jiao)制成了可自(zi)然生(sheng)物(wu)降(jiang)解的无塑料(liao)包装。

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