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摘要:伴随环保这一话题一路成长而风生水起的,想必少不了“降解技术”。降解这一词汇多半用在塑料领域,塑料降解指的就是高分子聚合物达到生命周期的终结。资料显示,塑料降解的典型表现就是:塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等。   伴随环保这一话题一路成长而风生水起的,想必少不了“降解技术”。降解这一词汇多半用在塑料领域,塑料降解指的就是高分子聚合物达到生命周期的终结。资料显示,塑料降解的典型表现就是:塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等。一般而言,塑料要降解为对环境无害(少害化)的碎片或变成二氧化碳和水,回归自然循环,需经历几十年、上百年的时间。为了防止污染,快速降解则成为业内乃至全人类的追求。  近期,中国科学院昆明植物研究所许建初团队宣布,其在塑料生物降解领域取得重大突破——发现了塔宾曲霉菌对聚氨基甲酸酯的生物降解作用。许建初表示,之所以会选择这个研究课题,正是看到了工业合成塑料的生产与使用对环境产生了严重危害。许建初解释说,塔宾曲霉菌可以在聚氨酯表面生长,并通过生长过程中产生的酶和塑料发生生物反应,破坏塑料分子间或聚合物间的化学键;同时,这一真菌还利用了其菌丝的物理强度,帮助“掰开”塑料聚合物。在塔宾曲霉菌作用下,原本在自然环境中难以降解的塑料,两周就可以明显看到生物降解过程,两个月后其培养基上的塑料聚合物基本消失。许建初强调说:“真菌降解的塑料有其特异性,另外对塑料的成分结构可能也有特定的要求。此外,真菌降解塑料的能力受环境因子,如温度、酸碱度等的影响,并且在自然环境中,该过程可能受到其他微生物的抑制。”  如果真菌能够降解塑料,那么,毛虫能够为降解事业作出一份贡献也就不足为奇了。但仍然不得不说,为了减少塑料污染,科学家们真真是煞费苦心了,他们真将研究对象转向了毛虫。西班牙生物医学和生物技术研究所的Federica Bertocchini表示,他们发现蜡螟的幼虫能生物降解一种最难分解和最常使用的塑料——聚乙烯。研究显示,蜡虫能在1小时内破坏一个塑料袋。12小时后,塑料袋在蜡虫的饕餮下明显减少。更重要的是,蜡虫不仅吃掉了塑料,还在体内将聚乙烯转化成了乙二醇。研究人员表示,蜡虫生物降解能力的分子细节还需进一步调查,但这一发现在研究史上具有很大的价值。  在科学家们潜心研究“一物降一物”的过程中,另一些研究人员则将矛头指向了塑料本身,如果塑料本身就具备降解能力岂不是更好?还别说,这成果还真是一个接一个地展现在公众眼前。  巴斯夫公司研发的ecovio®塑料据称就能在适当的环境下完全生物降解。与传统的PE地膜相比,ecovio®塑料可通过生物降解分解为水、生物质和二氧化碳,同时保持优异的加工性能,它具备良好的耐紫外线性能、卓越的保温隔热性能并能保留土壤中的水分,这项研究成果不仅有利于环保,也让高效农业变得触手可及。  另外,英国Biome Bioplastics公司也宣布,其成功研制出了一款可降解咖啡杯。为减少咖啡杯造成的污染,在过去的五年中,该公司一直致力于研发生物聚合物为原材料的咖啡杯、咖啡杯盖、咖啡胶囊等。如今,公司终于取得了成果。该咖啡杯完全由生物塑料制成,可以完全降解,一次性杯子和杯盖都能进行回收处理,回收之后,存放在适当的条件下三个月,就会降解成二氧化碳和水。  在5月份的“CHINAPLAS 2017 国际橡塑展”上,博大东方新型化工(吉林)有限公司也展出了一款可降解聚碳酸亚丙脂(PPC)。聚碳酸亚丙脂(PPC)是以二氧化碳和环氧丙烷为原料,通过共聚反应制备出的脂肪族聚碳酸酯,是一种可完全生物降解的降解塑料。据了解,博大东方采用的是最新的第三代合成技术,将PPC聚合物的数均分子量提高至300kg/mol以上,重均分子量超过600 kg/mol,同时将热稳定性提高10℃。通过第三代合成技术生产出的PPC产品具有超高的物理性能、阻隔性能及产品稳定性,从而制备出超薄降解塑料膜类制品(低至7μm),为环境可持续性发展提供全面的创新型解决方案。  当人类把目光投向塑料垃圾的同时,海洋塑料垃圾亦备受关注,与之相关的塑料微粒也逐渐走入了公众的视线,并成为公众口诛笔伐的对象。不过,日前,英国科学家利用植物的木质素研制出可代替日化用品中塑料微粒的易降解微型颗粒,可减少塑料微粒对海洋的污染。这对于洗面奶、沐浴露、牙膏、护肤霜等日化用品商来说可是一大喜讯。专家表示,木质素是一种广泛存在于植物中的坚韧纤维,他们将木质素溶解,使溶液通过带微孔的膜,形成微小的圆形液滴,随后凝固成形。这种微粒的坚固程度足以满足日化用品的应用需求,最重要的是,它流入下水道系统后很容易被微生物分解成无害的糖类物质,即使进入自然环境也会很快降解。如果这个方法能够在工业界普及,将是人类一大幸事。  总而言之,不管是以“一物降一物”的方法,利用真菌或者毛虫来降解塑料垃圾,还是研发出生物可降解塑料,让塑料本身具备降解能力,抑或是研究出新的物质来取代不可降解物质,这一系列科研成果都将在降解技术历史上熠熠生辉。目前,这些技术或许已经广泛普及应用,也或许只是局限于研究领域,无论如何,为了环保事业,为了还人类一个健康的地球,任何个体或团体都有义务让这些技术发挥它应有的价值。 (来自:中国塑料机械网)

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中科院科学家近日在塑料生物降解领域取得重大突破:研究人员首次发现能够高效降解聚氨酯塑料的新菌种——塔宾曲霉菌,该真菌有望成为未来治理白色污染的“利器”。这项成果已发表在国际权威期刊《环境污染》上。

1869年,美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质,热压下可成型为塑料制品,命名为赛璐珞。从此算起,塑料工业迄今已有120年的历史。 塑料给人类的生活带来了许多好处,它们廉价、轻便、多用,已经成为现代生产生活无处不在的主要材料。并且这些需求还在不断增长,艾伦·麦克阿瑟基金会“新塑料经济倡议”负责人罗伯·奥普索默此前在接受媒体采访时表示,对塑料的需求到2030年可能还要翻一番。

聚氨酯材料是现代塑料工业中发展最快的品种之一,广泛用于工业、医疗、建筑和汽车等领域。

但在享受塑料给日常生活带来的便利的同时,塑料垃圾带来的环境问题也备受关注。多数塑料都被填埋或进入海洋环境,而进入环境的塑料废弃物却给野生动植物和生态系统带来了伤害。

“聚氨酯的快速发展带来了其废弃物污染环境等问题。”据论文通讯作者、项目负责人中科院昆明植物研究所研究员许建初介绍,目前聚氨酯材料的化学降解主要包括水解、热降解、光降解等,但这类降解成本高且易产生二次污染,而更为环保的生物降解一直是全球塑料污染研究的难点。

如何处理这些塑料垃圾,已经成为全球各国共同关心的重点问题之一。

“真菌的生物降解是治理合成塑料污染的重要途径,”许建初指出,全球科学家在上世纪90年代就开始研究塑料生物降解,先后发现了几十种降解塑料的真菌,但由于其降解效率低、降解不彻底而作罢。

中国科学院昆明植物研究所许建初团队近日宣布,在塑料生物降解领域取得重大突破——发现了塔宾曲霉菌对聚氨基甲酸酯的生物降解作用。这项研究成果以《塔宾曲霉菌(Aspergillustubingensis)对聚氨基甲酸酯的生物降解》为题,发表在国际主流环境污染(Environmental Pollution)杂志上。

此次中科院研究组从城市垃圾中分离出的用于降解塑料的新型真菌,被鉴定命名为“塔宾曲霉菌”。实验室研究发现,它可以在聚氨酯表面生长,并通过生长过程中产生的酶和塑料发生生物反应,破坏塑料分子间或聚合物间的化学键;同时,这一真菌还利用了其菌丝的物理强度,帮助“掰开”塑料聚合物。

在接受《中国科学报》记者采访时,许建初表示,之所以会选择这个研究课题,正是看到了工业合成塑料的生产与使用已经对环境产生严重的危害。他介绍说,聚氨基甲酸酯是一种新兴的有机高分子材料,也是现代塑料工业中发展最快的品种之一,广泛用于工业、医疗、建筑和汽车等领域,被誉为“第五大塑料”。我们日常生活中常见的泡沫塑料、海绵和汽车垫子等,都是PU制成。

研究指出,在“塔宾曲霉菌”作用下,原本在自然环境中难以降解的塑料,两周就可以明显看到生物降解过程,两个月后其培养基上的塑料聚合物基本消失。“当然其降解效率还受到多种环境因素影响,包括酸碱度、温度以及所使用的培养基类型,”许建初说。

“全球聚氨基甲酸酯,并且逐年增加。这些不可降解的聚氨基甲酸酯垃圾导致了土壤和水体的污染,并最终进入海洋生态系统。而传统的填埋和焚烧法占用大量土地资源,影响土质结构及大气环境,极易造成二次生态污染。”

许建初指出:“未来,科研人员将逐步确定这一真菌大规模快速繁殖和塑料生物降解的理想条件,为产业化利用真菌降解塑料垃圾、治理塑料垃圾污染奠定基础。”

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