來源：中國合成樹脂網 2021-12-17 11:00:13
隨著越來越多的塑料廢物暴露在環境中，自然界也在尋找新的應對方法進行“自我”消化。據外媒報道，一項發表在美國微生物領域mBio期刊上的研究表明，全球海洋和土壤中的微生物正在進化，以降解不斷增多的人類制造的塑料廢物。
微生物的進化：污染越重，酶的種類和數量就越多
該研究由瑞典學者發起，是對微生物塑料降解潛力進行的首次大規模全球評估。研究人員從世界236個不同地點采集微生物樣本。在收集分析的微生物樣本中，發現近四分之一樣本攜帶可以降解塑料的酶。然后，研究人員將這些酶與95種已知可降解塑料的微生物酶進行對比分析。
研究結果顯示，從提取的微生物樣本中發現了3萬種不同的酶，其中近60%的酶不屬于任何已知的酶類，這些微生物以“未知的方式”，可降解約10種不同類型的塑料。
巴厘島貝拉瓦海灘上的塑料垃圾
此外，研究人員還發現，不同地區酶的數量和類型與塑料廢物的數量、類型相匹配。他們指出，從海洋中提取的微生物樣本中發現了大約1.2萬種新酶，而在越深的海底（塑料污染更為嚴重），酶的含量就越高。在土壤中提取的微生物樣本中，研究人員也發現塑料污染嚴重的地區，微生物酶的種類就越豐富，且數量也更多。
“我們的多個研究結果證實了，全球微生物群的塑料降解潛力與塑料污染密切相關——這也說明了環境是如何應對我們不斷向其施加的污染壓力。”研究作者、瑞典查爾姆斯理工大學教授阿列克謝·澤列茲尼亞克表示。同時，研究者揚·茲里梅克教授也表示，“我們沒想到會發現如此多的微生物酶，這也反映了塑料污染的嚴重性。”
大自然的啟示：有望將新的酶引入塑料降解
研究人員表示，在過去70年時間里，塑料產量從每年200萬噸激增至3.8億噸。每年有近1.5億噸塑料被填埋或釋放到環境中，而其中超過800萬噸塑料隨河水流入海洋。大多數塑料廢物不會降解，只是通過數年的時間分解成微粒。據此前研究，從珠穆朗瑪峰的頂峰到深海區域，甚至人類的腸胃中，都發現了微塑料。塑料需求增加而引發的環境危機，導致塑料后端的收集和處理也愈加受到各界重視。
此前，英國科學家約翰 · 麥基漢等人合成了一種新的“超級酶”，以解決塑料垃圾難題。
但目前很多塑料很難回收再利用或有效降解，科學界也一直在尋找可以分解塑料的微生物酶。2016年，科學家在日本垃圾場中發現了第一種自然進化的可降解塑料的微生物細菌。科學家們對其展開研究，了解其如何產生關鍵酶。隨后科學家對該種生物酶進行了調整和改進，在幾天的時間內可分解PET塑料。在2020年，經再一次調整，其分解塑料的速度提高了六倍。
而數萬種新型微生物酶的發現，將有助于研究者進一步了解生物分解塑料的機制和步驟，促進合成生物學研究，在工業塑料廢物生物降解方面有所突破。另一方面，使用酶可以將塑料解聚恢復到原始單體結構，從而實現塑料的重復使用，減少新塑料生產的需求。
“下一步就是在這些新酶中選出最有希望的候選酶，密切研究它們的特性及塑料降解能力，”澤列茲尼亞克說道。“基于此研究，還可以針對特定塑料類型設計出不同的降解方式。”
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