多種細菌能“吃掉”塑料 大規模部署仍面臨諸多挑戰

大規模部署有待時日 可能帶來未知風險

“吞噬”塑料的細菌 想說愛你不容易

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◎本報記者 劉 霞

美國《福布斯》雙周刊網站3月11日的報道指出，一項研究估計，到2050年，海洋中所有塑料的重量可能與魚類的重量相當。

源源不斷產生的塑料垃圾對生態環境造成了巨大危害，也給人類健康帶來威脅。

美國有線電視新聞網的報道也顯示，目前全球每年生產超過3.3億噸塑料，預計到2050年，這一數字將增加兩倍。

日本科學家曾于2016年在《科學》雜志撰文報告稱，他們發現了一種可以“吞噬”塑料的細菌，這可能是應對全球最緊迫環境危機之一的解決辦法——培育此類細菌并將塑料分解為無害的副產品。

科學家們對這些“吞噬”塑料的細菌寄予厚望。不過，專家也提醒道，這類細菌的大規模商業部署仍需數年時間。另外，即便可以向自然界大量派遣這些細菌，它們可能也會帶來其他問題。

多種細菌能“吃掉”塑料

上述發表于《科學》雜志的研究顯示，日本慶應義塾大學研究人員偶然發現，一種奇特的細菌Ideonella sakaiensis 201-F6可以“吃掉”塑料。據悉，這種細菌能在30攝氏度下經過6周完全降解PET薄膜。PET是聚對苯二甲酸乙二醇酯，是世界上最常見的塑料之一，應用于衣料、飲水瓶和食物打包盒等。該物質需要數百年才能分解，對環境造成難以估量的破壞。

研究人員進一步調查研究后發現，一種叫做ISF6-4831的酶，它與水發生反應能將PET分解成一種中間介質，隨后，第二種酶ISF6-0224又將該中間物進一步分解成簡單的分子結構。

無獨有偶，據巴基斯坦《黎明報》2017年9月26日報道，中國和巴基斯坦科學家攜手發現了一種可以分解塑料的真菌塔賓曲霉，這種細菌體內生長的根類細絲網絡有助于分解聚合物，可在幾個星期內將塑料降解。

另據英國《獨立報》網站2019年6月30日報道，美國俄勒岡州里德學院學生摩根·韋格在得克薩斯州休斯敦附近的一處油料場采集的樣本中發現了另外一種可以食用PET的細菌。

韋格稱，該菌種的利用有可能徹底改變塑料廢棄物的處理方式，加快這種細菌“吞噬”塑料的進程，有望為解決地球塑料問題發揮“很大作用”。目前每年約有3億噸塑料被廢棄，只有約10%得以回收。

此外，2020年3月，德國萊比錫亥姆霍茲環境研究中心的科學家在萊比錫一個塑料廢料場收集土壤并對其進行研究后，發現了一種以聚氨酯二醇為食(聚氨酯二醇廣泛用于產品制造)的新型土壤細菌。

《福布斯》雙周刊網站在3月11日的報道中指出，盡管這些細菌“吞噬”塑料的速度趕不上人類每年制造塑料垃圾的速度，但這些發現意味著，有朝一日，科學家們有可能大量生產此類細菌，并將其派往各大垃圾填埋場或者海洋中。

生物改造能提升“吞噬”效率

《福布斯》雙周刊的報道指出，為使這些天然細菌發揮作用，必須對其進行生物改造，使其降解塑料的速度提高幾百倍或幾千倍。

科學家們在這方面也取得了一些突破。2018年，英國普茨茅斯大學科學家們對在大阪發現的天然細菌加以改良，生成了能在幾天內就消化PET的酶，并將它命名為PETase。2020年10月，這些科學家將ISF6-4831和ISF6-0224這兩種不同酶組合成一種“超級酶”，進一步提升了其“吞噬”塑料的效率。

不過，上述研究負責人、普茨茅斯大學約翰·梅根教授也表示：“我們現在需要找到方法以降低生成這種酶的成本，也需要掌握大規模工業化使用這種酶的技術。”

雖然前路漫漫，但梅根樂觀地認為，這將是人類最終消除塑料污染、控制塑料泛濫的新起點。

盡管這些細菌的大規模商業應用仍需數年時間，但曙光已經出現！法國卡比奧斯公司可能在未來幾個月內破土動工，建造一個利用酶對PET塑料進行生物降解的示范工廠。

大規模部署仍面臨諸多挑戰

不過，也有專家提醒說，即使這些新技術有朝一日大規模部署，它們仍將面臨諸多問題，甚至可能帶來未知的風險。

首先，這些細菌大多只能消化PET，對于其他幾種塑料——如用于制造洗發水瓶或管道等更堅硬材料的HDPE，可能很難實現生物降解。

此外，細菌也不能將塑料降解成碳和氫，通常只會將其分解成單體，而單體只能被用來制造更多塑料。例如，卡比奧斯的工廠就打算將PET塑料變回原料，以生產更多塑料。

而且，即使未來有可能大量生產出細菌并將其派往垃圾堆，這種方法也可能帶來其他問題——對這些塑料進行生物降解有可能釋放出其中包含的化學添加劑，從而污染環境。

專家表示，戰勝塑料廢物危機的最佳方法是，使用其他可重復使用的物品來替代。例如，英國諾普勒公司利用海藻酸鈉凝膠制成了可自然生物降解的無塑料包裝。