塑料瓶能被微生物降解了!真的吗?
塑料是人类的一项重大发明之一,可是,这项发明有利有弊,它方便,可是不一被降解,所以,如果产生很多的塑料就会污染环境。可是现在有人说塑料能被微生物降解了。真的吗?为什么网告诉你。
塑料是日常生活中重要的材料之一。但是,塑料的化学稳定性高,在自然界中不易降解,往往造成“白色污染”与原料的浪费。最近《Science》刊登了日本科学家一项最新技术:发现某种微生物可将PET(用于制造饮料瓶等重要塑料产品)降解。
一种小小的微生物,或许就能解决矿泉水瓶塑料的回收与再利用问题。这种在我们生活中天天都会遇到的塑料,其主要的成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯(英文缩写为PET)。最近,日本科学家Kenji Miyamoto发现了世界上第一例可“吞噬”PET的细菌,他们称之为I. sakaiensis。这种细菌以PET为主要碳源和能量源。该研究成果发表在最新一期《Science》上。
以2013年为例,全世界PET的全年产量即高达5600万吨。在我们每天都有接触的矿泉水瓶、可乐瓶等多种食品包装瓶上均可以发现PET的身影。尽管作为一种典型的可回收塑料,它的回收程度却依旧维持在一个不高的水平。根据美国PET塑料协会统计,全世界PET回收率仅维持在31%左右。欧洲在这方面尽管做的较好,也不过仅仅达到约50%。每年,都有千百万吨的PET被废弃,要么被堆积在垃圾厂,要么进入环境中产生污染。
理论上,PET是可以通过高温高压下的水解反应回收其单体原料。但是这个过程较慢,能耗大,成本高。早期也有人发现可以降解PET的真菌。相比之下,Kenji Miyamoto发现的细菌降解效率更高,难能可贵的是,这种细菌在30摄氏度下即可发挥其作用。
研究者发现I. sakaiensis细菌使用一种酶(研究者称之为PETase)先将PET降解为MHET(见下图);随后另一种酶(研究者称之为MHETase)将其降解为对苯二甲酸与乙二醇。
要想将该技术工业化,也需要进一步地优化。比如这种酶目前的作用时间处于几十天的水平,对商业生产来讲还是不够快;另外,I. sakaiensis细菌更易于作用于无定型态的PET,而塑料瓶中的PET有很多处于结晶态。对于前者,研究者希望利用基因工程将细菌进一步改良;对于后者,可以先将塑料产品中的PET进行预处理。
这项技术对于材料的回收利用、环保产业意义重大。研究者也在致力于该项技术全面工业化。如果这项技术真的能被大规模的使用,这对人类来说将是一件大好事。