淺談降解塑料菌株的研究進(jìn)展

馬 晨杜靜靜馮書風(fēng) 王藝靜

（1河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 河北保定 071001 2河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院 河北保定 071001）

引言

隨著現(xiàn)代科技水平的進(jìn)步，塑料制品因具有方便輕巧的特點(diǎn)得到了人們的普遍使用，給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的壓力。塑料即不易被分解也不易回收再利用，其廢棄物成為污染環(huán)境的主要因素，對(duì)土壤、海洋以及空氣的都有嚴(yán)重危害，導(dǎo)致生態(tài)失去平衡。目前塑料制品被完全降解，至少需要約9年時(shí)間[1]。因此，縮短塑料降解時(shí)間，尋找高效降解塑料的方法具有重大意義。

1 塑料的分類

1.1 傳統(tǒng)意義上的塑料

包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）[2]等，這些塑料很難被生物降解，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。

1.2 生物可降解塑料

按制備方法可分為3類：（1）微生物合成的生物可降解塑料，如聚-β羥丁酸（PHB）。（2）化學(xué)合成的生物可降解塑料，如聚丁二酸酯（PBS）、聚乳酸（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）等。（3）天然高分子共混的生物可降解塑料，如聚乙烯醇。但即使是生物可降解塑料有一定的降解周期，僅依靠其在自然界中進(jìn)行自行降解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

2 目前發(fā)現(xiàn)的降解塑料的菌株

2.1 降解聚乙烯的白淺灰鏈霉菌

四川師范大學(xué)的馮靜從土壤中分離出了一株能夠降解聚乙烯的放線菌，并鑒定該菌株為 Streptomyces albogriseolus（白淺灰鏈霉菌）。研究白淺灰鏈霉菌可對(duì)不同分子量的聚乙烯粉末的降解，結(jié)果表明白淺灰鏈霉菌屬于低分子量和高分子量甚至超高分子量降解菌[3]。

2.2 降解聚己內(nèi)酯(PCL)的菌株

Li等學(xué)者從土壤中篩選出1株對(duì)PCL有較高降解率的菌株P(guān)enicillium oxalicum DSYD05-1。研究發(fā)現(xiàn)PCL薄膜在該菌的作用下，10 d后可被完全降解。從發(fā)酵液中提取出PCL解聚酶的酶活最高可達(dá)14.6 U/m L[4]。另有報(bào)道從土壤中篩選出1株可完全降解培養(yǎng)基中的PCL乳化物的嗜熱菌株Streptomyces thermoviolaceus sub sp．76T-2。經(jīng)過在 45℃下培養(yǎng) 6 h，從發(fā)酵液中分離出2種不同分子量的PCL降解酶，其中經(jīng)檢驗(yàn)分子量為25 ku降解酶是一種新型的幾丁質(zhì)酶[5]。

2.3 降解聚乙烯醇(PVA)的菌株

有報(bào)道從染料工廠的活性污泥中篩選出1株降解PVA的菌株 Sphingopyxis sp．PVA3，降解率可達(dá)到90%[6]。另有 Tsujiyama等篩選出1株降解PVA的菌株Flammulina velutipes，該菌株在含有PVA的雙層瓊脂培養(yǎng)基上出現(xiàn)了明顯的透明圈，并在以石英砂為載體的培養(yǎng)基中表現(xiàn)出較好的降解效果[7]。菌株Fomitopsis pinicola對(duì)PVA同樣有著較好的降解特性且其對(duì)不同分子量的PVA都有著一定的降解能力[8,9]。

2.4 降解聚氨酯塑料的菌株

中科院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種能夠高效降解聚氨酯塑料的新菌種——塔賓曲霉菌，該真菌有望成為未來治理白色污染的“利器”。研究表明，在“塔賓曲霉菌”的作用下，原本在自然環(huán)境中難以降解的塑料，兩周就可以明顯發(fā)生生物降解過程，兩個(gè)月后其培養(yǎng)基上的塑料聚合物基本消失[10]。

結(jié)語(yǔ)

面對(duì)這一險(xiǎn)峻的形式，我國(guó)已經(jīng)提起了相當(dāng)?shù)闹匾?，在大力尋求解決白色污染給我們帶來的危害的方法。其中通過微生物來降解塑料有著明顯的優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展空間。我們可以從兩大方面進(jìn)行防治:一方面通過繼續(xù)篩選可以降解傳統(tǒng)意義上的塑料的菌株，目前這類菌株還比較少，分離并提高降解塑料的效率還存在一定的難度；另一方面通過生產(chǎn)使用更易降解的生物可降解塑料從源頭上減少污染，但此方法存在降解周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本普遍偏高等問題仍需進(jìn)一步改進(jìn)。未來，科研人員將會(huì)進(jìn)一步確定這些菌株大規(guī)模快速繁殖和降解塑料的理想條件，為產(chǎn)業(yè)化利用微生物降解塑料垃圾、治理塑料垃圾污染奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[10]鄭寧來.中科院發(fā)現(xiàn)聚氨酯降解新菌種[J].合成材料老化與應(yīng)用,2017,46(06):132-133.