來(lái)源:中國(guó)合成樹脂網(wǎng) 2024-03-11 11:27:38
世界上首次明確了各種生物降解性塑料(聚乳酸除外)在水深和環(huán)境不同的日本近海5個(gè)地點(diǎn)的深海底( 757 m~5躏嚎,552 m )中均會(huì)被微生物降解。
從深海中發(fā)現(xiàn)了大量分解生物降解塑料的新降解微生物菩貌,這些微生物存在于世界各地的各種海底堆積物中卢佣。
被證實(shí)分解的生物降解性塑料在世界上的任何海域都會(huì)被分解,期待著對(duì)解決世界性的塑料海洋污染問(wèn)題做出貢獻(xiàn)箭阶。
針對(duì)微塑料危害和生物塑料的降解情況虚茶,在3月13-15日鄭州舉辦的生物基與降解材料行業(yè)大會(huì)上,組委會(huì)邀請(qǐng)了甄光明博士(中國(guó)科學(xué)院寧波材料所客聘研究員)出席仇参,并分享《微塑料危害對(duì)生物塑料政策及市場(chǎng)的影響》嘹叫。歡迎掃上圖二維碼參加。
內(nèi)容概述
生物降解材料研究院報(bào)道诈乒,日本6家機(jī)構(gòu)共同宣布罩扇,生物降解塑料 (聚乳酸除外)即使在深海也能被微生物分解,這一發(fā)現(xiàn)是世界第一次。
這些研究機(jī)構(gòu)來(lái)自東京大學(xué)喂饥、海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)消约、群馬大學(xué)、產(chǎn)品評(píng)價(jià)技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)员帮、產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所或粮、日本生物塑料協(xié)會(huì)。
他們的試驗(yàn)地點(diǎn)包括神奈川縣的三崎沖(水深757m)集侯、靜岡縣的初島沖(水深855m) 被啼、伊豆小笠原島弧海底火山附近的明神海丘(水深1292m)、黑潮續(xù)流域的深海平原(水深5503m)棠枉、日本最東端的南鳥島沖(水深5552m)浓体。
研究人員觀察到生物降解塑料表面密密麻麻地附著了無(wú)數(shù)微生物,隨著時(shí)間的推移辈讶,樣品表面出現(xiàn)粗糙的凹凸不平命浴,進(jìn)行生物降解(圖1)。雖然深海的生物分解速度隨著水深的加深而變慢贱除,但也確認(rèn)了在所有的深海底會(huì)被生物分解生闲。通過(guò)計(jì)算還推測(cè),在水深約1000m的深海底月幌,用本研究中使用的生物降解性塑料制作的塑料袋將在3周到2個(gè)月內(nèi)被生物降解碍讯。此次,通過(guò)菌群分析(16S rRNA基因放大器測(cè)序以及元基因組分析)扯躺,還成功發(fā)現(xiàn)了大量能夠從深海中分解生物降解塑料的新降解微生物捉兴。此外,發(fā)現(xiàn)的分解微生物還存在于世界各地的各種海底堆積物中录语,被證實(shí)分解的生物降解性塑料可能會(huì)在世界上的任何深海中被分解倍啥。根據(jù)本研究成果,作為對(duì)抑制未來(lái)海洋塑料污染做出貢獻(xiàn)的優(yōu)秀素材澎埠,生物降解塑料的研究開發(fā)有望取得進(jìn)展虽缕。
本研究成果刊登在國(guó)際科學(xué)專業(yè)雜志《Nature Communications》網(wǎng)絡(luò)版(日本時(shí)間2024年1月26日)上。
載人潛水調(diào)查船“深海6500”設(shè)置在深海底3個(gè)月后的生物降解性塑料樣品上蒲稳,觀察到了馬林斯諾堆積的情況氮趋。在樣品表面附著的無(wú)數(shù)微生物的作用下,生物降解就像在樣品表面形成隕石坑一樣進(jìn)行江耀。
發(fā)表內(nèi)容
研究背景
據(jù)報(bào)道凭峡,目前全世界每年生產(chǎn)約4億噸塑料,每年約有800萬(wàn)噸塑料垃圾流入海洋(science 347决记,768 (2015) )摧冀。 我們平時(shí)使用的以聚乙烯和聚丙烯為代表的通用塑料,是在山、河索昂、湖建车、海的任何環(huán)境中都不分解的塑料。現(xiàn)在椒惨,人們希望開發(fā)出一種“生物可降解塑料”缤至,它在任何環(huán)境下都可以通過(guò)微生物的作用完全分解為二氧化碳和水。
迄今為止康谆,以聚乳酸和微生物生產(chǎn)的聚酯等為首的許多生物降解性塑料被開發(fā)出來(lái)领斥,對(duì)堆肥的生物降解性以及土壤、河流沃暗、湖泊月洛、淺海域等的環(huán)境生物降解性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。然而孽锥,在海洋塑料垃圾最終進(jìn)入的深海環(huán)境中嚼黔,生物降解塑料是否真的能被生物降解,或者深海中是否存在能降解生物降解塑料的微生物惜辑,至今還沒(méi)有人證明唬涧。
研究?jī)?nèi)容
本研究利用載人潛水調(diào)查船“深海6500”和自由落體式深海探測(cè)器“江戶子1號(hào)”,在深海放置生物分解性塑料和通用塑料3到14個(gè)月盛撑,根據(jù)這些樣品的重量和形狀的變化碎节、特性 作為生物降解性塑料,研究了以微生物生產(chǎn)聚酯( PHA)和聚乳酸為首的生物降解性聚酯抵卫、還有PBAT狮荔、PBS、PBSA陌僵、PCL,PLLA创坞,和以醋酸纖維素為首的多糖類酯衍生物碗短。 同時(shí),在面向漂浮塑料垃圾較多的東京灣的海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的岸壁(神奈川縣橫須賀市题涨,水深約5m )也設(shè)置了同樣的樣品偎谁,進(jìn)行了生物分解速度的比較。將設(shè)置在深海的樣品在3個(gè)月到14個(gè)月后撈出纲堵,進(jìn)行了薄膜和注塑成型體的重量和厚度的變化巡雨、附著在表面的分解微生物的分析。結(jié)果表明席函,通用塑料和聚乳酸完全不降解铐望,而除聚乳酸外,其他可生物降解的聚酯和多糖酯衍生物在任一深海底都能降解。
比較深海和岸壁的生物分解速度(μg/cm2/day )正蛙,相對(duì)于岸壁的分解速度督弓,水深1000m的深海約為五分之一到十分之一,水深5000 m的深海約為二十分之一(圖2(b) )乒验。 這種生物分解速度的降低愚隧,除了水深變深引起的水壓和水溫等環(huán)境變化之外,還可能是微生物的存在量和多樣性減少造成的锻全。 假設(shè)用此次實(shí)驗(yàn)中使用的生物降解性塑料之一的微生物生產(chǎn)聚酯制作了塑料袋(一般厚度=15μm)狂塘,使用在初島海域(水深855m)的降解速度計(jì)算深海的降解時(shí)間,預(yù)計(jì)約3周到2個(gè)月就會(huì)降解(約50%)
使用掃描電子顯微鏡觀察深海設(shè)置的塑料表面的情況時(shí)鳄厌,發(fā)現(xiàn)通用塑料和聚乳酸的樣品表面幾乎沒(méi)有微生物附著荞胡,而生物降解性塑料表面有大量微生物密集附著的情況(圖1)。 對(duì)附著微生物的菌群分析的結(jié)果顯示部翘,深海設(shè)置后幾個(gè)月會(huì)附著好氧微生物硝训,菌群會(huì)隨著時(shí)間變化為厭氧微生物(圖3)。 這可能是因?yàn)轳R林斯諾隨著時(shí)間在樣品表面堆積新思,從好氧條件向厭氧條件變化窖梁。 對(duì)生活在樣品正下方海底堆積物中的微生物的菌群進(jìn)行了分析,結(jié)果與處于厭氧條件下的樣品表面的菌群幾乎相同夹囚。
對(duì)附著在樣品表面微生物進(jìn)行菌群分析和元基因組分析纵刘,將具有分解生物降解性塑料的微生物產(chǎn)生聚酯(PHA)分解酶、聚酯酶荸哟、果膠酶的基因的堿基序列的新微生物假哎。發(fā)現(xiàn)的微生物存在于世界各地的海底堆積物中,此次被證實(shí)分解的生物降解性塑料不僅在日本近海鞍历,還會(huì)在世界各地的海域被生物降解舵抹。
據(jù)悉,在初島海域的深海底設(shè)置了4個(gè)月的薄膜表面只存在好氧微生物(藍(lán)色或綠色)劣砍,但14個(gè)月后厭氧微生物(粉紅色)成為主導(dǎo)地位惧蛹。14個(gè)月后,薄膜表面的微生物菌群與海底沉積物中的菌群基本相同刑枝。新發(fā)現(xiàn)的微生物產(chǎn)生的聚酯(PHA)分解菌存在于世界各地的海底堆積物中香嗓,PHA在世界各地的海里被生物分解。
今后的展望
本研究證明装畅,即使在海洋塑料垃圾最終會(huì)到達(dá)的深海底靠娱,生物降解性塑料也會(huì)被微生物分解。 塑料制品需要盡可能地回收掠兄、利用像云。 但是锌雀,不可能回收所有的塑料,很多東西會(huì)流到環(huán)境中苫费。 因此汤锨,在不可避免地泄露到海洋的產(chǎn)品等中,適當(dāng)使用生物降解性塑料是必不可少的百框,可以說(shuō)生物降解性塑料是對(duì)抑制未來(lái)海洋塑料污染做出貢獻(xiàn)的優(yōu)秀材料闲礼。今后,有望開發(fā)出高性能的海洋生物降解塑料铐维,在使用中柬泽,該塑料可持續(xù)發(fā)揮優(yōu)異的物性,使用后嫁蛇,一旦泄露到海洋中就會(huì)開始降解锨并,同時(shí)具有盡快降解的海洋降解塑料。
來(lái)源:生物降解材料研究院
聲明:原創(chuàng)內(nèi)容及視頻等推送圖片均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)及各大主流媒體睬棚。轉(zhuǎn)載的目的是出于傳遞更多信息第煮,版權(quán)歸原作者所有。如認(rèn)為內(nèi)容侵權(quán)抑党,請(qǐng)聯(lián)系我們刪除包警。