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塑料由于其广泛的适用性和低的制造成本，已经成为我们日常生活的重要组成部分。高需求和使用导致产量持续上升，2018年全球产量达到3.59亿吨。
塑料垃圾可以在自然界中积累几个世纪而不加以适当处理，造成严重的健康危害和环境危机。塑料垃圾的生物催化降解是一种经济有效、环保的解决塑料污染的方法，不使用有害化学物质。
许多微生物能够降解广泛使用的合成塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚呋喃甲酸乙二醇酯(PEF)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PUR)和聚乙烯(PE)。
这些微生物通常是从塑料倾倒场的土壤、海水、污水污泥、垃圾填埋场和吃塑料的蠕虫的内脏中分离出来的。
塑料的微生物降解
塑料垃圾的微生物降解涉及改变塑料聚合物的化学结构、形状、拉伸强度、颜色和分子量。这一过程涉及微生物的酶水解(外酶和内酶)和非酶水解或氧化，导致大型化合物聚合物分裂成小分子单体。
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微生物，如细菌;假单胞菌sp。固氮菌sp。Halomonassp)、真菌(如。曲霉属真菌sp。毛壳菌属sp。镰刀菌素sp。青霉菌Sp .)和放线菌(例如Amycolatopsissp。隐球菌sp。Actinomadura可降解天然和合成塑料。
预处理是否能促进塑料的微生物降解?
前处理的进展，如γ射线照射和机械研磨，有助于破坏塑料的大分子聚集结构和增加酶降解。
紫外辐射被认为是一种很有前景的酶法降解PET的前处理技术。与未经处理的PET样品相比，经UV辐射预处理的PET薄膜的酶降解(聚酯水解酶)导致了明显的重量损失。
稳定的微生物酶的开发在塑料的酶解降解中起着至关重要的作用。蛋白质工程技术的发展提高了解聚酶的稳定性和活性，最终提高了酶的降解效率。
对解聚酶和解聚产物的微生物代谢途径的理解的巨大进步，有助于开发微生物细胞工厂，利用小型解聚产物开发具有高商业价值的化学品，并解聚塑料垃圾。
决定塑料微生物降解的因素
在自然界中，塑料通常在沉积物、垃圾填埋场和土壤中进行有氧或厌氧生物降解。生物可降解物质的性质及其化学成分、年龄、生产加工方式和应用条件是决定微生物降解的关键因素。
定义聚合物生物可降解性的物理和化学性质有:
- 增加疏水性的官能团的存在:亲水降解通常比疏水降解快。
- 分子量和密度:较小分子量和较低密度的聚合物比较高分子量的聚合物降解速度更快。
- 聚合物塑料的性质(结晶和非晶态):具有较多无定形区的聚合物降解得更快。
- 结构复杂性(线性或分支的存在)
- 存在易断裂的键(酯或酰胺):这导致了更快的生物降解。
- 物理形态:聚合物的物理形态，如薄膜、颗粒、粉末或纤维。
- 硬度:软聚合物的降解速度比硬聚合物快。
Plastic-Eating细菌
2016年，专家们认为，日本发现的吃塑料的细菌可能是塑料污染的天然解决方案。这种吃塑料的细菌最初是从日本的一个回收中心分离出来的。
在证实这一说法的同时，朴茨茅斯大学的约翰·麦吉汉教授和他的同事们意外地开发出了一种新型高效的塑料吞噬酶。这种酶被命名为PETase，因为它能够降解PET塑料，而PET塑料通常用于制作饮料瓶。该酶还能降解PEF聚合物。
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PETase可以增强通常需要数百年的降解过程，这是一项了不起的成就。科学家们相信这种塑料吞噬酶可以帮助回收数百万吨塑料瓶。伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的尼莱·沙阿(Nilay Shah)教授也持类似观点。他说，这是一个潜在的非常有用的技术，以支持回收和回收塑料。
沙教授接着说，虽然比日本分离的细菌酶的改进不大，但在这一领域有很大的进一步研究潜力。未来成功的研究将推动我们更接近回收解决日益增长的塑料污染问题。
这一发现确实是一个巨大的进步，受到了其他科学家的欢迎。然而，在这些酶被广泛应用于回收工业之前，还需要更多的研究。
参考资料及进一步阅读
Falkenstein, P.， Gräsing, D.， Bielytskyi, P. et al.(2020)。紫外线预处理对聚对苯二甲酸乙二醇酯的酶解降解有一定的影响。微生物学前沿．11日,689年
(2015)。塑料垃圾的微生物降解和定价。微生物学前沿．11日,442年
Haben, F.和Fasil, A.(2019)。微生物降解塑料材料的研究进展4(2)，57-6欧洲杯足球竞彩3
Gabbatis, j . (2018)科学家意外发明的“塑料吞噬酶”可以帮助解决污染危机．(在线)独立。可以从:https://www.independent.co.uk/news/欧洲杯线上买球science/plastic-eating-enzyme-pollution-solution-waste-bottles-bacteria-portsmouth-a8307371.html(2020年5月19日通过)。
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