海洋微塑料污染及生物降解研究进展分析
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作者:徐翠
摘 要：微塑料存在于生态系统中，这业已变成全球重视的问题，微塑料充斥于大气、土壤、海洋中，构成了属于白色污染后尤为严重的环境污染。有机毒物会被微塑料释放出来，并且能够在生物体中蓄积，结合食物链最终影响到生物和人类。为此，本文分析了海洋微塑料污染的来源和危害，以及生物降解研究进展情况。
关键词：海洋 微塑料 危害 降解
中图分类号：X55 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0119-02
由于塑料方便应用、功能多样、制造方便，因此被广泛生产和应用，然而由此形成的环境危害问题越来越严峻。特别是近年来，分析证实丢弃之后的大部分塑料制品没有被充分降解，在海洋水体和陆地水体中聚集了很多塑料碎屑构成了微塑料污染，且威胁到环境、生物、人类健康，微塑料污染对海洋环境形成的严重影响业已引起国际的高度重视。
1 海洋微塑料的来源和污染危害
1.1 海洋微塑料的来源
世界每年大概会向海洋流入塑料800万t，海上作业中的石油、渔业、河流流入等是海洋微塑料的来源。并且，工业应用塑料原料、平时生活用品添加的一系列塑料颗粒经由未曾处理好的污水流入海洋，聚苯乙烯和聚氨酯是其主导化学成分。除此之外，海洋中也会流入海岸带堆放的塑料垃圾。
1.2 海洋微塑料污染危害
海洋鱼类和浮游生物等误食微塑料会形成假饱腹感且不断累积，基于食物网中富集和转移捕食关系，从而威胁到人类的健康。当今，在各种生物体内（贻贝、蚊子等）不断检测出微塑料。固有的分析证实，大鼠被喂食微塑料之后其肝功能和生殖功能受到损害，塑料微颗粒还会导致海洋桡足类动物的死亡。
2 塑料生物降解研究进展
2.1 可水解塑料生物降解
可水解塑料涵盖聚氨酯（PUR）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。当今PA的生物降解方式是氧化分解和水解，源自壤霉菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、节杆菌属的微生物水解酶具备使PA低聚物催化和水解的特点，其中黄杆菌属体的nylA、nylB、nylC这几个基因可以对一种尼龙寡聚物水解酶以及两种尼龙二聚体水解酶进行编码。
在2017年，中科院昆明植物所对一种真菌（塔宾曲霉菌）进行分离和鉴定，聚氨酯分子之间的化学键可以结合脂肪酶与脂酶破坏掉，且基于菌丝的物理强度影响下使聚合物降解，生长于聚氨酯表面，PU被降解清楚可见，在适宜的环境之下两个月之后即可完全降解聚氨酯。
对PUR的生物降解分析较为深入，聚酯型PUR通常可以被生物降解，也持续发现有关基因和酶，由于不同的微生物形成各种降解产物。专家业已以生物强化与促进技术加速降解处理土壤中的PUR，这大大提升了降解效率。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）具备高度对称的分子构造，有着理想的耐磨耗性、光学性能。纺织生产中饮料瓶以及合成纤维常常用到PET。PET具备较强的耐候性，能够在环境中长时间存在。当前对PET难以实现生物降解，通常是回收应用。可是，专家发现了一种嗜热性放线菌Thermobifida fusca的水解酶基于55℃环境之下三周即可降低50%的结晶 PET 薄片量。之后被应用于PET纤维改性和回收中。
专家还发现 Ideonella sakaiensis 201-F6 基于30℃环境之六周即可将低结晶度PET薄膜完全地降解，此菌株形成的两种酶可以分解PET为小分子物。分析证实，降解温度愈加跟底物的玻璃化温度75℃接近，将愈加实现理想的降解效果。然而，环境温度一般比此温度低，这是生物降解PET的一个困难。总之，生物降解PET体现为跟其它纤维素等天然多聚物解聚效果的类似作用。判断生物降解效果的根本因素是结晶性高低，愈高的结晶度将愈难进行降解。
2.2 不可水解塑料生物降解
不可水解塑料涵盖聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）。其中，聚乙烯具备稳定的化学性质，室温条件之下能够对稀酸的腐蚀形成耐受性，然而对氧化腐蚀不耐受。在阳光或空气中长时间暴露之后会粉化或老化，然而难以彻底分解。可以对PE进行降解的微生物主导是真菌和细菌，源于Trametes versicolor与Rhodococcusruber的微生物漆酶能够对聚乙烯予以分解。专家发现海洋真菌Zalerionmaritimum，FTIR，NMR 和 SEM等分析结论表明无机盐培养基中可以对PE进行降解。
专家还发现处于海洋中的PP样品一年之后仅降低了0.65%的质量，而在土壤中的这个数据是0.4%，然而，其在分析中发现通过热预处理的PP样本能够降低10.7%的质量，杆菌 Bacillus flexus存在于被降解的PP 样本当中，这意味着PP生物降解中十分理想的效果是应用氧化预处理方式。除此之外，还发现若干使PP降解的真菌，通过UV预处理的EngyodontiumalbumP.chrysosporium 可以在一年中降解至少10%的混金属PP或者是纯PP。
在陕西西安的中学生陈重光发现聚苯乙烯被黄粉虫啃噬之后，我国不断开展关于PS被黄粉虫消化的问题。专家发现黄粉虫在啃噬聚苯乙烯之后，其粪便中的PS长链出现解聚的现象，这意味着黄粉虫的肠道微生物可以分解PS，实际上，其分离出的是能够以PS为碳源的微小杆菌Exiguobacteriumsp.YT2，并且进行60d的液体培养可以使聚苯乙烯降解7.4%±0.4%的。专家也由被啃噬60d的PS黄粉虫幼虫粪便当中分离出以PS作为碳源的一种真菌和两种好氧菌，其中，可以实现理想降解效果的是真菌 Aspergillus niger KHJ-1，經过60d的反应之后能够使PS质量降解4.29%。除此之外，专家由土壤当中发现了可以生长于PVC薄膜的真菌，并且PVC分子量和PVC薄膜质量都减少少量，结合实际仪器检测和观察分析，证实PVC的构造确实出现了相应的改变。
3 结语
综上所述，针对业已形成的微塑料污染危害问题，可以应用生物降解的方式。然而，生物降解微塑料的方式难以实现理想的效果，这是因为各种塑料的物理化学性质、反应环境条件、分子结构等都各不相同，固有的生物降解方式存效果差、菌种数大量缺少、降解条件不适应海洋环境等一系列因素的制约。为此，应注重预防，避免海洋环境中排入更多微塑料。同时，应评估微塑料生物降解的风险性，保障其不会对海洋环境形成消极影响。
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