聚氨基甲酸酯(PU)是一種新興的有機高分子材料,被譽為“第五大塑料”,廣泛應用于工業、醫療、建筑和汽車等,如我們日常生活中所用的泡沫塑料、海綿和汽車墊子等。全球聚氨基甲酸酯(PU)年產量估計約為800萬噸(Mt),并且逐年增加。這些不可降解的聚氨基甲酸酯垃圾導致了土壤和水體的污染,并最終進人海洋生態系統。近年來,塑料在地球表面、河流與海洋生態系統中的積累已引起人類越來越多的關注,并成為日益嚴重的環境問題。
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)。
圖1. 聚氨基甲酸酯(PU)表面生長的塔賓曲霉菌,(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。
圖2. 在液體MSM(2%葡萄糖)中孵育了三周的PU表面上的塔賓曲霉菌。(A)滅菌PU膜,(B&C)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。
圖3. 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。
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。本文的第一作者是來自巴基斯坦的Khan Sehroon博士,目前在昆明植物所從事博士后研究工作。
該研究獲得了國家自然科學基金(項目號:1550110215 和 31650410651)與科技部十二五國家關鍵科技支撐項目綠色磷礦項目(2013BAB07B06)的資助。
論文鏈接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749117300295
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