想想泡沫塑料杯，美國人每年要扔掉25億只。然而，這批垃圾只不過(guò)是美國人每年丟棄的3300萬(wàn)噸塑料中的一小部分，這個(gè)總數中不到10%得到回收利用，而剩下的則引發(fā)從水污染到動(dòng)物中毒的各種挑戰。
下面請出神奇的面包蟲(chóng)。這種小蠕蟲(chóng)是擬步甲的幼蟲(chóng)形態(tài)，根據斯坦福大學(xué)土木與環(huán)境工程系高級研究工程師吳Wei-Min合作的兩項研究，它們能以聚苯乙烯泡沫塑料或其他形式的聚苯乙烯為食，蠕蟲(chóng)腸道中的微生物在此過(guò)程中生物降解塑料——這是一個(gè)令人大吃一斤和充滿(mǎn)希望的發(fā)現。
“我們的發(fā)現為解決全球塑料污染問(wèn)題打開(kāi)了一扇新大門(mén)，”吳說(shuō)。
發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)和技術(shù)》上的該論文首次提供了細菌在動(dòng)物腸道中降解塑料的詳細證據。了解面包蟲(chóng)中的細菌如何進(jìn)行這一壯舉可能帶來(lái)安全處理塑料廢棄物的新選擇。
“真正重要的研究總有可能來(lái)自奇異的地方，”斯坦福大學(xué)主管吳等人塑料研究的土木與環(huán)境工程教授Craig Criddle說(shuō)，“科學(xué)有時(shí)候使我們吃驚，而這次是一個(gè)震驚?！?/p>
在實(shí)驗室中，100條面包蟲(chóng)每天吃掉34~39毫克聚苯乙烯泡沫塑料——大約是一片小藥丸的重量。這些蠕蟲(chóng)像處理任何食物來(lái)源一樣，將約一半的塑料轉變?yōu)槎趸肌?/p>
在24小時(shí)內，他們把大部分剩余塑料以看上去像是微型兔子屎的可生物降解碎片排出。吳說(shuō)那些固定以塑料為食的面包蟲(chóng)和吃正常飲食的一樣健康，而且它們的排泄物看來(lái)可以安全地作為種植土使用。
包括吳的研究者們在早先的研究中已經(jīng)顯示印度谷螟的幼蟲(chóng)蠟蟲(chóng)在它們的腸道中有能降解聚乙烯的微生物，這種塑料用于薄膜制品如垃圾袋。然而，關(guān)于面包蟲(chóng)的新研究很重要，因為聚苯乙烯泡沫塑料被認為是不可生物降解的并且對于環(huán)境問(wèn)題更大。
由斯坦福大學(xué)伍茲環(huán)境研究所高級研究員Criddle領(lǐng)導的研究者們正與項目負責人和論文第一作者北航的楊Jun及其他中國研究者們合作進(jìn)行持續研究。他們計劃一起研究面包蟲(chóng)和其他昆蟲(chóng)體內的微生物是否能生物降解聚丙烯(用于從紡織品到汽車(chē)零部件的產(chǎn)品)，微珠(用于去角質(zhì)的小顆粒)和生物塑料(來(lái)自玉米或甲烷沼氣等可再生生物質(zhì)來(lái)源)。
作為“從搖籃到搖籃”生命周期方法的一部分，研究者們將探索這些材料被小動(dòng)物食用，然后再依次被其它動(dòng)物食用后的命運。
該領(lǐng)域的另一研究可能涉及尋找面包蟲(chóng)的海洋生物等價(jià)物來(lái)消化塑料，Criddle說(shuō)。塑料廢棄物在海洋中尤其是個(gè)問(wèn)題，它破壞棲息地，殺死無(wú)數海鳥(niǎo)、魚(yú)、海龜和其他海洋生物。
然而，要了解塑料降解的有利條件和用于分解聚合物的酶還需要更多研究。這反過(guò)來(lái)，又可能幫助科學(xué)家設計更強大的酶來(lái)降解塑料，并指導制造商設計不會(huì )積累在環(huán)境或食品鏈中的聚合物。
Criddle的塑料研究最初的靈感來(lái)自2004年一個(gè)評價(jià)可生物降解建筑材料可行性的項目，該調查是由斯坦福大學(xué)伍茲環(huán)境研究所的環(huán)保項目種子資助計劃資助的，它導致推出了一家研發(fā)有經(jīng)濟競爭力的無(wú)毒塑料的公司。
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