发现第5种真菌可以降解塑料,然而却难实现海洋塑料降解
人类每年生产超过 4000 亿公斤塑料,预计到 2060 年这一数字将至少增加三倍,海洋塑料问题亟待解决
此前,只发现4种海洋真菌可以降解海洋塑料垃圾,分别是Alternaria alternata FB1、Aspergillus tubingensis、Penicillium simplicissimum、Zalerion maritimum。近日,荷兰皇家海洋研究所发现一种名为Parengyodontium album的真菌,在阳光的紫外线下可以分解塑料聚乙烯 (PE) 颗粒。
此前发现4种可降解海洋塑料垃圾的真菌如下:
- Alternaria alternata FB1:这种真菌能够有效降解聚乙烯(PE)塑料,并对聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PUR)、聚酰胺(PA)和生物可降解塑料有明显的降解效果。
- Aspergillus tubingensis:这种真菌也被发现能够降解聚酯类塑料。
- Penicillium simplicissimum:这种真菌能够降解聚氨酯(PUR)。
- Zalerion maritimum:这种海洋真菌能够降解聚乙烯(PE)和聚氨酯(PUR)。
一、Parengyodontium album的真菌的来由
荷兰皇家海洋研究所《Biodegradation of polyethylene by the marine fungus Parengyodontium album》,Science of The Total Environment, 2024; 934: 172819, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172819 ,他们从收集到的塑料垃圾中分离出这种海洋真菌,名为Parengyodontium album的真菌,在阳光的紫外线下,塑料聚乙烯 (PE) 颗粒,PE塑料占海洋垃圾中的大部分。
“这项研究之所以在科学上如此突出,是因为我们能够量化降解过程。”在实验室中,Vaksmaa 和她的团队观察到P. album对 PE 的分解速度约为每天 0.05%。“我们的测量结果还表明,真菌在分解 PE 时不会使用太多来自 PE 的碳。P . album使用的大部分 PE 都转化为二氧化碳,然后真菌会再次将其排出。”虽然 CO 2是一种温室气体,但这个过程并不会带来新问题:真菌释放的量与人类呼吸时释放的少量量相同。
二、Parengyodontium album的真菌存在的制约
研究人员发现,阳光的存在(紫外线)对于真菌Parengyodontium album利用聚乙烯作为能量来源至关重要。在实验室中,Parengyodontium album只能分解至少在短时间内暴露于紫外线的聚乙烯。这意味着在海洋中,真菌只能降解最初漂浮在海面附近的塑料。然而,由于大量不同的塑料在暴露于阳光之前就沉入深层,Parengyodontium album将无法将它们全部分解。
虽然,Parengyodontium album分解塑料垃圾有限,但目前研究发现的还非常局限,在海洋深处还有其他尚未发现的真菌也可以降解塑料。
寻找可降解塑料的生物刻不容缓。人类每年生产超过 4000 亿公斤塑料,预计到 2060 年这一数字将至少增加三倍。大部分塑料垃圾最终流入海洋,它们漂浮在地表水中,到达更深的海洋,最终落入海底。
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