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治污利器：中科院發現“會吃塑料的真菌”

2017-11-22 09:41:57 作者：本網整理來源：觀察者網分享至：

聚氨酯材料（ polyester polyurethane，簡稱PU）是現代塑料工業中發展最快的品種之一，廣泛用于工業、醫療、建筑和汽車等領域，但聚氨酯的快速發展帶來了其廢棄物污染環境等問題。

在針對“白色污染”的治理過程中，科學家們也想盡各種辦法研究對聚氨酯材料的化學降解，目前聚氨酯材料的化學降解主要包括水解、熱降解、光降解等，但這類降解成本高且易產生二次污染，而更為環保的生物降解一直是全球塑料污染研究的難點。

不過，據新華社3月31日報道，中國科學家們在此領域有了突破性的進展。中國科學院昆明植物研究所許建初研究組，于2017年發現了塔賓曲霉菌對聚氨基甲酸酯的生物降解作用。研究人員認為，真菌的生物降解是治理合成聚合物污染的重要途徑，研究組從城市垃圾中分離出降解聚氨基甲酸酯的新的真菌，并鑒定命名為塔賓曲霉菌（Aspergillus tubingensis）。

文章簡介中特別注明了研究組“首次發現塔賓曲霉菌對PU有降解作用”

這項研究成果以“塔賓曲霉菌（Aspergillus tubingensis）對聚氨基甲酸酯的生物降解”為題，發表在國際主流環境污染（Environmental Pollution）雜志上。

在文章簡介中，作者們說明了用真菌降解聚氨基甲酸酯的三個不同的實驗模型（都會用到2%的葡萄糖溶液）：一，在瓊脂培養基中；二，在液體MSM（觀察者網注：指無機鹽培養基）中孵育；三，在被埋入的土壤中。

具體步驟如下：

上圖可以揭示聚氨基甲酸酯（PU）表面生長的塔賓曲霉菌的變化，（A）用塔賓曲霉菌接種并以PU無菌膜覆蓋的SDA板，（B）在孵育4天后PU膜轉移到MSM瓊脂板，以及（C）三周后從MSM瓊脂平板上回收的PU膜，（D）在SDA平板上溫育兩周的降解掉的PU膜，（E）對降解的PU膜D的控制，（F）對照E的SEM，（G和H）測試D的SEM。

上圖則展示了在液體MSM中孵育了三周的PU表面上的塔賓曲霉菌。（A）滅菌PU膜，（BC）PU膜在具有2%葡萄糖的液體MSM中孵育21天后，（D）在PU膜表面上生長的塔賓曲霉菌，以及（E）兩個月后在MSM介質里溶解的PU膜。

上圖揭示的是掩埋在土壤中四個月的聚氨酯膜的掃描電子顯微鏡照片（A）對照PU膜的SEM，（B）埋在土壤里一個月的PU膜的SEM，（C）埋在土壤里四個月的PU膜，（D）埋在土壤里四個月的聚氨酯膜的SEM。

上圖揭示的是塔賓曲霉菌Aspergillus tubingensis （a）在MEA上培養20天之后，電競掃描圖（b）菌絲，莖稈和孢子囊（c）孢子囊上未成熟的孢子，（d）具有雙層結構的分生孢子和孢子囊，（e）孢子囊上的分生孢子（懸臂），（f）分生孢子顯示葉片網狀的飾物和側翼為葉片頂部的赤道溝，（g）單個分生孢子。

據論文通訊作者、項目負責人中科院昆明植物研究所研究員許建初講解，塔賓曲霉菌可以在聚氨酯表面生長，并通過生長過程中產生的酶和塑料發生生物反應，破壞塑料分子間或聚合物間的化學鍵；同時，這一真菌還利用了其菌絲的物理強度，幫助“掰開”塑料聚合物。

研究指出，在“塔賓曲霉菌”作用下，原本在自然環境中難以降解的塑料，兩周就可以明顯看到生物降解過程，兩個月后其培養基上的塑料聚合物基本消失。“當然其降解效率還受到多種環境因素影響，包括酸堿度、溫度以及所使用的培養基類型，”許建初說。

許建初指出：“未來，科研人員將逐步確定這一真菌大規模快速繁殖和塑料生物降解的理想條件，為產業化利用真菌降解塑料垃圾、治理塑料垃圾污染奠定基礎。”