世界上（shàng）首次（cì）明（míng）確了各種生（shēng）物降解性塑料（liào）(聚乳酸除外)在水深和環境不同的日本近海5個地點的深海底( 757 m~5，552 m )中（zhōng）均會被微生物降解。

從（cóng）深海中發現了大量分解生物降解塑料（liào）的新降解微生物，這些微生物存在於世界各地的各種海底堆（duī）積物中。

被證實分解的生物降解性塑料在世界上的任何海域都會被分解，期待著對解決世（shì）界性的塑料海洋汙染問題做出貢獻。

針對微塑料危害（hài）和生物塑料的降解情況，在（zài）3月（yuè）13-15日鄭州舉辦（bàn）的生（shēng）物基與降解材料行業（yè）大（dà）會上，組委會邀請了甄（zhēn）光明（míng）博士（中國科學院（yuàn）寧波材料所客聘研究員）出席，並分享《微塑料危害對生物塑料政策及市場的影響》。歡迎掃上圖二維碼參加。

內（nèi）容概述

生物降解材料研（yán）究院報道，日（rì）本6家機（jī）構共（gòng）同宣布，生物降解塑料 (聚乳酸除外)即使在深（shēn）海也能被微生物（wù）分解，這一發現是世界（jiè）第一次。

這些研究機（jī）構來自東京大學（xué）、海洋研究開發機構、群馬大學、產品評價技術基礎機（jī）構（gòu）、產業技術綜合（hé）研究所、日本生物塑料協會（huì）。

他們的試驗地（dì）點包括神奈川縣的三崎衝(水（shuǐ）深757m)、靜岡縣的初島衝(水深（shēn）855m) 、伊豆小笠原島弧海底火山附（fù）近的明神海丘（水（shuǐ）深（shēn）1292m）、黑潮續流域的（de）深海平原（水深5503m）、日（rì）本最東端的南鳥島衝（chōng）（水深5552m）。

研究人員觀察到生（shēng）物降解塑料表（biǎo）麵密密麻（má）麻地附著了無數微生物，隨著時間的推移，樣（yàng）品表麵（miàn）出現粗糙的凹凸不平，進行生物（wù）降解（jiě）(圖1)。雖然深海的（de）生（shēng）物分解速度隨著水深的加深而變慢，但也確認了在所有的深（shēn）海底會（huì）被生（shēng）物分解。通過計算還推測，在水（shuǐ）深約1000m的深海底，用（yòng）本研究（jiū）中使用的生（shēng）物降解性塑（sù）料製作的塑料（liào）袋將在3周到2個月內被（bèi）生物降解。此次（cì），通過菌群分析（16S rRNA基因（yīn）放大器測序以及元基因組分析），還成功發現了大量能夠從深海中分解生（shēng）物降解（jiě）塑料的新降解微生物。此外，發現的分解微生（shēng）物還存在於世界各地的各種海底（dǐ）堆積物中（zhōng），被證實分解的生物降解性塑料（liào）可能（néng）會在世界上（shàng）的任何深海中被分解（jiě）。根據本研究成果，作為對抑（yì）製未來海洋塑料汙染做出（chū）貢獻的優秀素材，生物降解塑料的（de）研究開發有望（wàng）取得進展。

本研究成果刊登在國際科學專業雜誌（zhì）《Nature Communications》網絡版(日（rì）本時間2024年1月26日（rì）)上（shàng）。

載人潛水調查船“深海6500”設置在深海底3個月後的生物降解性（xìng）塑料樣品上（shàng），觀察到了（le）馬林斯諾堆積的情況。在樣品表麵附著的無數微生物的作用下，生物降解就像在樣品表麵形成隕石坑一樣進行。

發表內容

研究背景

據報道，目前全世界（jiè）每年生產約4億噸塑料，每年約有800萬噸塑料垃圾流入海洋(science 347，768 (2015) )。 我們平時使用的以聚乙烯和聚丙烯為代表的通用（yòng）塑（sù）料，是在山、河、湖、海（hǎi）的（de）任何環境中都不分解的塑料。現在，人們希望開發出一種“生（shēng）物可降解塑（sù）料”，它在任何環境下都可以通過微生物的作用完全分解為二（èr）氧化碳和水。

迄今為止，以聚乳酸和（hé）微生物生產的聚酯等為首的許（xǔ）多生物降解性塑料被開發出來，對堆肥的生（shēng）物降解性以及土壤、河流、湖泊、淺海域等的（de）環境生物降解（jiě）性進（jìn）行了評價。然而，在海（hǎi）洋塑料（liào）垃圾最終進入的深海環境中，生物降解塑料是否真的能（néng）被生物降解，或（huò）者深海中是否（fǒu）存在能降解生物降解塑料的微生物，至今（jīn）還沒有人證明。

研（yán）究內容

本研究利用載人潛水調查船“深（shēn）海6500”和自由落體式（shì）深海探測器“江戶子1號”，在深海放置生物分解性塑（sù）料和通用塑料（liào）3到14個月（yuè），根據這些（xiē）樣（yàng）品（pǐn）的重量和形（xíng）狀的變化、特性 作為生物降解性（xìng）塑料，研究了以微生（shēng）物（wù）生產聚酯( PHA)和聚乳酸為首（shǒu）的（de）生物（wù）降解性聚酯、還有PBAT、PBS、PBSA、PCL，PLLA，和以醋酸纖維素為首的多糖類（lèi）酯（zhǐ）衍生物。 同時，在麵向（xiàng）漂浮（fú）塑料垃圾較多的東（dōng）京灣的海洋研究（jiū）開發機構的岸壁(神奈川縣橫須賀市，水深（shēn）約5m )也設置了同樣的（de）樣品，進行了生物分解速度的比較。將設置（zhì）在深海的樣品（pǐn）在3個月到14個月後撈出，進行了（le）薄膜和注塑成型體的重（chóng）量和厚度的變化、附著在表麵的分解微生物的分析。結果表明，通用塑料（liào）和聚乳酸完全不降解，而除（chú）聚乳酸（suān）外，其他可（kě）生物降解的聚酯和多糖酯衍生物在任一深（shēn）海底都能降（jiàng）解。

比較深海和岸壁的生物分解速度(µg/cm2/day )，相對於岸壁的分解速（sù）度，水深1000m的（de）深海約為五（wǔ）分之一到十分之一，水深5000 m的（de）深海約（yuē）為二十分之一(圖2(b) )。 這種（zhǒng）生物分解速（sù）度的降低，除了水深變深引起的（de）水壓和水溫等環境變化之外，還可能是微（wēi）生物的存在量和多樣性減少造成的。 假設用此次實驗中使用的生物降解性塑料（liào）之（zhī）一的微（wēi）生物生產聚酯製作了塑料袋（dài）(一（yī）般厚度（dù）=15µm)，使用在初島（dǎo）海（hǎi）域(水深855m)的降解速度計算深海的降解時間，預計約3周到2個月就會降解(約50%)

使用掃描電子顯微鏡觀察深海設置的塑料表麵的情況時，發現通用（yòng）塑料和聚乳酸的樣（yàng）品表麵（miàn）幾乎沒有微生物附著（zhe），而生物降解（jiě）性（xìng）塑料表麵有大（dà）量微生物密集附著的情況(圖1)。 對附著微生物的菌群分析的結果顯示，深海設置後幾個月會附著（zhe）好氧微生物，菌群會隨著時間變化為厭氧微生物(圖（tú）3)。 這可能是因為馬林斯諾（nuò）隨（suí）著時間（jiān）在樣（yàng）品表麵堆（duī）積，從好氧條件向厭氧（yǎng）條件（jiàn）變化。 對生（shēng）活在樣品正下（xià）方海底堆積物中的微生物的菌群進行了分析，結果與處於厭氧條件（jiàn）下的樣品表麵的菌群幾乎相同。

對（duì）附（fù）著在（zài）樣品表麵微生（shēng）物進行菌群分析和元基因組分析，將具有分解生物降解性塑料的微生物產生聚酯(PHA)分解酶、聚酯酶、果膠酶（méi）的基因的堿基序列的（de）新（xīn）微生物。發現的微生物存在於世界各地的海底堆積物（wù）中，此次被證實分解（jiě）的生物降解性塑料不僅在日本近海，還會在世界各（gè）地的海域（yù）被生（shēng）物降解。

據悉，在（zài）初島海域的深海底設置了4個月的薄膜表麵隻（zhī）存在（zài）好氧微生物(藍色或綠色)，但14個（gè）月（yuè）後厭氧微生物（wù）(粉紅色（sè）)成為主導地位。14個（gè）月後，薄膜表（biǎo）麵的微生物菌群與海底沉積物中的菌群基本相同。新發現的微生（shēng）物產生的聚酯(PHA)分解菌存在於世（shì）界各地的海底堆積物中，PHA在世界各地的海裏被生（shēng）物（wù）分解。

今後的（de）展（zhǎn）望

本研究證明，即使在海洋塑料垃圾最終（zhōng）會到達的（de）深海底，生（shēng）物降解性塑料也（yě）會被微生物分解（jiě）。 塑料製品需要盡可能地回收、利用。 但是，不可能回收所有的塑料，很多東西會流到環境（jìng）中（zhōng）。 因此，在（zài）不可避免（miǎn）地泄露到海洋的產品等中（zhōng），適當使（shǐ）用生物降解性塑料是必不可少的，可以說生物降解性塑料是對抑製未來海洋塑料汙染做出貢獻的優秀材（cái）料。今後，有望開發出高性能的海洋（yáng）生物降（jiàng）解塑料，在使用中，該塑料可持續發揮（huī）優異的（de）物性，使用後，一旦泄露到海洋中就會開始降解，同時具有盡快降解的海洋降解塑料。

來源：生物降解（jiě）材（cái）料研究院

聲明：原創內容及視頻等推（tuī）送圖片均來自網絡及各大主流媒體。轉載的目的是出於傳遞更多信息，版權歸（guī）原作者所有。如認為內容侵權（quán），請聯係我們刪除。