真菌分解海洋塑料

导读 生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯,前提是它先暴露在阳光的紫外线下。来自 NIOZ 等机构的研究人员在科学期刊《整体环境科学》上发表...

生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯,前提是它先暴露在阳光的紫外线下。来自 NIOZ 等机构的研究人员在科学期刊《整体环境科学》上发表了他们的研究成果。他们预计,海洋深处还生活着更多塑料降解真菌。

真菌Parengyodontium album与其他海洋微生物一起生活在海洋中塑料垃圾的薄层上。荷兰皇家海洋研究所 (NIOZ) 的海洋微生物学家发现,这种真菌能够分解塑料聚乙烯 (PE) 颗粒,这是所有流入海洋的塑料中最丰富的。NIOZ 的研究人员与乌得勒支大学、海洋清洁基金会以及巴黎、哥本哈根和瑞士圣加仑的研究机构的同事进行了合作。这一发现使这种真菌成为塑料降解海洋真菌的极少数名单之一:迄今为止只发现了四种。人们已经知道有大量细菌能够降解塑料。

准确跟踪降解过程

研究人员前往北太平洋塑料污染热点地区寻找塑料降解微生物。他们从收集到的塑料垃圾中分离出这种海洋真菌,在实验室中将其培养在含有标记碳的特殊塑料上。Vaksmaa:“这些所谓的13 C 同位素在食物链中仍然可追踪。它就像一个标签,让我们能够追踪碳的去向。然后我们可以在降解产物中追踪它。”

Vaksmaa 对这一新发现感到兴奋:“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。

仅在紫外线的影响下

研究人员发现,阳光的存在对于真菌利用聚乙烯作为能量来源至关重要。瓦克斯玛说:“在实验室中,P. 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,”瓦克斯玛解释说。“我们已经知道紫外线本身可以机械分解塑料,但我们的研究结果表明,它还促进了海洋真菌对塑料的生物分解。”

其他真菌

由于大量不同的塑料在暴露于阳光之前就沉入深层,P.album无法将它们全部分解。Vaksmaa 预计,在海洋深处还有其他尚未发现的真菌也可以降解塑料。“海洋真菌可以分解由碳构成的复杂材料。海洋真菌数量众多,因此除了迄今为止发现的四种物种外,其他物种也可能有助于塑料降解。关于塑料在深层如何降解的动态过程仍有许多问题,”Vaksmaa 说。

塑料汤

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:从极地到热带,它们漂浮在地表水中,到达更深的海洋,最终落入海底。

NIOZ 的主要作者 Annika Vaksmaa 表示:“大量塑料最终进入亚热带环流,即海水几乎静止的环状洋流。这意味着塑料一旦被带到那里,就会被困在那里。仅太平洋的北太平洋亚热带环流就已经积累了约 8000 万公斤的漂浮塑料,而这只是全球六大环流之一。”

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