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处理一次性塑料垃圾的新曙光:真菌和细菌能巧妙消化

作者:ksslxh 来源:未知 发布时间:2021-08-02

据国外媒体报道,想象一下,一个装满谷物的罐子里冒出一团蘑菇会是怎样的体验,虽然蘑菇十分平常,不会特别诱人或令人兴奋,但在这项特殊实验中获得该发现是很棒的!因为该真菌吞噬了用于填充罐子的塑料海绵,然后将它分解,就像吸收其他食物一样,这个研究项目的目标是评估一些真菌株用于制造生物基隔热板,但是饥饿的真菌却在另一个方向有突破进展——能够巧妙地消化塑料物质。

目前,Biohm生物制造公司正在致力于开发这种真菌株,使其成为一种更有效的消化剂,可能有助于我们更好地处理塑料垃圾。

处理一次性塑料垃圾是一个严峻的环保问题,这已不是什么秘密,依据绿色和平组织的统计数据,到2015年,全球已制造63亿吨原生塑料,其中仅9%被回收,其他则在焚化炉中焚烧或者丢弃。

然而,情况正在逐步改善,目前欧盟40%以上的塑料包装已被回收,并有目标在2025年达到50%。但是一些类型的塑料,例如:广泛用于饮料瓶的PET(聚对苯二甲酸乙二酯),很难通过传统方法进行回收,那么生物学方法可能找到相关答案吗?

目前研究人员正在测试聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚氨酯放入真菌产生的反应,将这些塑料物质与真菌放在一起,真菌就会吞食塑料,伴随着真菌不断繁衍,会制造出更多的真菌,然后人们可以从中制造生物材料,或者动物饲料,或者抗生素。

来自英国爱丁堡大学的科学家近期利用实验室改造的大肠杆菌,通过一系列化学反应,对苯二甲酸乙二酯中提取分子并转化为对苯二甲酸,成为烹饪调味料香草醛(vanillin)。

这项研究仍处于较早期阶段,需要进行更多的工作,以找到使该过程更有效和经济可行的方法。这是一个非常令人兴奋的起点,在对工艺进行进一步改进后,未来有可能实现商业应用。

与此同时,德国亥姆霍兹环境研究中心一支研究团队正在使用一种最初在当地垃圾场发现的细菌来分解聚氨酯。这种细菌被称为假单胞菌,它消耗大约一半的塑料来增加自己的生物量,其余的塑料则转化为二氧化碳的形式。与其他吞食塑料的生物一样,假单胞菌利用酶分解聚氨酯,目前该研究团队已经对这种细菌进行了基因组分析,目的是确定这些酶编码的特定基因。

但是部分研究人员提出质疑称,此类技术是否具有商业可行性?酶或者微生物将PET转化为其他成分是一门非常有趣的科学,需要进一步探索分析,然而该技术将必须与当前普遍应用的水催化剂系统的成熟商业转化技术进行竞争。

目前,在商业化道路上发展最好的可能是一家法国公司Carbios,该公司近期宣称,现已生产出世界首个完全由酶回收塑料制成的食品级PET塑料瓶。与大多数回收方法不同的是,这种酶还能处理彩色PET物质。

基于这项新技术,任何一种PET塑料垃圾都可以回收制成任何类型的PET产品,然而,用这种方法制造的瓶子成本几乎是传统石化产品生产的两倍,尽管如此,这项技术仍有很大的潜力,与传统塑料瓶的低成本进行竞争抗衡。

酶物质可能非常有用,因为它们的功能性很强,而且它们可以处理遭受污染的环境,如果包装仍然是脏的,而且它们不用很多能源。此外,酶物质可以非常方便地放大和缩小,酶的优势在于它们可以由低碳足迹的小单位组成,而且它们应用于发展中国家或者较偏远的地区。

然而,这项技术也并非“万灵药”,使用这种酶可以将PET瓶回收制造出新的瓶子,但是PET瓶对酶物质的降解具有一定的抵抗性,因此必须引入一个额外的预处理机制,将很多额外能量用于融化塑料,并减少物质结晶化,这样就可以使用酶降解塑料物质,但从经济角度和碳足迹角度来讲,没有太大意义。

现在虽然情况可能会有所改善,但酶物质回收的范围非常有限。现已开发的最新技术仅用于完全降解两种聚酯,这意味着每年可以降解大约7500万吨的聚酯,而全球塑料产量大约3.5亿吨,因此我们还有很多的工作要做!

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