塑料污染已成流行病,科学家问计海洋微生物|世界海洋日

作者: 刘瑞、费凡

来源: 科普中国

发布日期: 2022-06-08 08:00:24

科学家们发现并培养出能有效降解多种类型塑料的海洋微生物,这些微生物的发现为解决塑料污染问题提供了新的希望。文章讨论了塑料污染的严重性,介绍了微生物降解塑料的机制,并推荐使用可降解塑料以减少环境污染。

塑料污染已成为流行病。在日常生活中,我们离不开塑料——小到购物袋、塑料瓶,大到汽车、家居装修,还有手机、电脑的生产也需要塑料的参与。大规模的塑料生产给人们带来了便利,却也给自然带来了难题——普通塑料降解需要几十年甚至上百年,按生产速率与降解速率来看,不久之后地球会成为巨大的塑料垃圾场。

为了应对和解决这一困扰人类社会多年污染问题,科学家们将眼光放在了种类繁多的微生物上。这些“不起眼”的生物类群遍布地球各式各样的生态环境之中,具有极强的适应能力和多样的功能特征。2021年,科学家首次发现能有效降解塑料垃圾的海洋微生物菌群;现在,他们再次发现并培养出‘升级版’海洋微生物,不仅能有效降解多种类型塑料,而且降解速率更快,两周内即可将一些塑料降解为碎片。

塑料污染已成为流行病。在了解如何降解塑料之前,我们需要清楚塑料到底是什么。塑料是一类性能优异的人工合成的高分子聚合物,其合成原料除近几年逐渐兴起的可再生材料和矿物盐外,主要为石油,即石油基塑料。每年,全球可生产约3.5-4亿吨合成塑料,主要的经济品种包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚氨酯等。

为了应对和解决这一困扰人类社会多年污染问题,科学家们将眼光放在了种类繁多的微生物上。这些“不起眼”的生物类群遍布地球各式各样的生态环境之中,具有极强的适应能力和多样的功能特征。2021年,科学家首次发现能有效降解塑料垃圾的海洋微生物菌群;现在,他们再次发现并培养出‘升级版’海洋微生物,不仅能有效降解多种类型塑料,而且降解速率更快,两周内即可将一些塑料降解为碎片。

在吸附之后,真菌发达的菌丝结构可以分泌多种胞外酶并作用于塑料。就如唾液中的唾液淀粉酶可以水解大米中的长链淀粉,使其变小从而更容易被人体吸收,微生物也能够合成自己的酶系统,来逐步降解位于微生物体之外的大分子物质,打断它们的长链结构,使这些物质的分子变小,而后开始“美美饱餐一顿”。

在后续实验中发现,这株真菌的能力不仅限于此,它似乎对更多的塑料底物具有降解作用,譬如聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。其中,聚氨酯塑料被广泛地运用于电器制造、汽车、建筑、服装等行业中,比如消音材料、保温材料都存在着聚氨酯的身影。它的市场占有率也仅次于4种聚烯烃塑料。

与传统的塑料制品在自然环境数百年的降解历程相比,可降解塑料将时间进程缩短到几个月,是人类合成塑料历史上的一大长足进步。在这里推荐使用可降解塑料,并认准“可降解塑料”标识。该标识是由带箭头循环圈、双“j”(降解拼音首字母)、材质缩写(如PBAT、PLA等)、国家标准及产品名称组合而成的图案。

通过使用可降解塑料,能让我们实现便利生活的同时,也能够保护环境。当然,我们更应该养成节制使用塑料制品的意识——比如出门自己携带购物袋,减少使用一次性用品,只要人人都可以在自己的生活中保持绿色好习惯,相信我们的环境将会迎来大不同。

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