塑料污染日益威胁到海洋生态系统,需要创新的解决方案来解决。一篇论文目前pre-proof阶段环境化学工程杂志》上提出了研究使用海洋细菌的生物降解塑料垃圾。
研究:基于海洋细菌的酶促降解的低密度聚乙烯(LDPE)塑料。图片来源:solarseven / Shutterstock.com
塑料:一个有用但危害环境的产品
塑料已成为无处不在的现代社会,被广泛用于国内和工业用途。非常有用的由于其诱人的属性如热稳定性、轻量级、灵活性、优越的绝缘,和低成本、塑料使用但已成为一个日益严重的问题的环境破坏。对塑料产品的需求增加导致生成大量的塑料,与世界2018年生产3.59亿吨。
塑料主要是来源于原始油气资源是不可再生的。生产塑料造成大量的气候变化推动温室气体,和产品可以采取几个世纪在环境中降解。废物管理不当导致的扩散环境中的塑料,与大多数一次性塑料制品被送往垃圾填埋场或进入海洋,导致污染和破坏至关重要,脆弱的生态系统。
一旦在海洋生态系统中,通过机械塑料产品分解,物理、化学、photoreactive,到塑料微粒和微生物行动,在那里他们可以通过摄入的海洋物种进入食物链。此外,塑料垃圾会导致有害的细菌物种的扩散在海洋生态系统和土地。土地利用的处理是另一个问题。
塑料的污染不仅会导致环境破坏;社会和健康问题可以发生在社区发展中国家被迫生活在日益增长的大量的塑料垃圾,有时从更多的发达国家的基础设施缺乏塑料回收。目前,全球只有9%的塑料生产回收,与60%左右送到垃圾填埋场。大量的浪费已经在环境中,研究转向创新方法医治和减轻这一日益严重的生态威胁。
生物降解
生物降解是一个补救策略,已经在环境科学家近年来引起了人们的注意。用于微生物降解塑料在最佳条件下,使用酶消化两种天然和合成聚合物组成组件。研究已经证明,没有这个过程的有害环境的副作用。生物质产生的这种方法可以用来创建增值辅助产品,如生物燃料。
无数的微生物种类的藻类、真菌、细菌和放线菌已经探索了在生物降解过程中使用。其中,许多细菌物种具有优越的退化活动对有害的塑料如聚氯乙烯、LDPE、HDPE。不同的细胞外酶是利用微生物的新陈代谢中聚合物包括脂肪酶、解聚酶和酯酶。塑料的代谢这些酶是一个两步的过程,使用碳作为能源。
这项研究
这项研究目前在发表之前pre-proof阶段环境化学工程杂志》上探讨了使用三个分离株海洋细菌物种生物降解的低密度聚乙烯,枯草芽孢杆菌隔离(h - 248)Marinobacter隔离(h - 244和h - 246)。酯酶部分酶分离和纯化32和42 KD分子量。
这些物种是由于他们的精确和高适应宽容不同的物理和化学条件下,以及生物修复的广泛变化的应用程序。这种适应性和可变性是有利的环境和商业需求。
海洋细菌分离株的适用性证实了生物降解聚乙烯的一系列的分析技术,包括样本体重下降,二氧化碳补充矿质,官能团分析、表面形貌分析。经过90天的治疗,观察减肥与h - 246,最高为1.68%。表面粗糙度是最高降解后使用h - 246。
从AZoM:塑料的替代品:我们现在在哪里?
弱伸展碳碳键的存在和增加oxygen-carbon oxygen-carbon-oxygen债券证实改性聚合物的红外光谱表明,细菌分离株孵化后的表面。使用低密度聚乙烯为唯一碳源代谢的气相色谱分析-质谱法获得的数据证实了细菌降解和新陈代谢的副产品。
因此,研究决定,生物降解的低密度聚乙烯使用海洋细菌的分离是一个潜在的有利方法安全、环保塑料垃圾的降解。微生物酶可以用来恢复有用的单体的副产品。
最后,作者指出,进一步分析的基因调控以及蛋白质组和转录组技术可用于生物降解的低密度聚乙烯将是一个必要的未来研究方向。研究作出了重要贡献塑料垃圾的降解和修复,为更有效的塑料废物管理提供机会。
进一步的阅读
Khandare金丝et al。(2022)基于海洋细菌的酶促降解的低密度聚乙烯(LDPE)塑料(pre-proof)环境化学工程杂志》上| 亚博老虎机网登录sciencedirect.com。可以在:https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213343722003104
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