近日，北京航天航空大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授楊軍的一次科普演講引起了社會(huì)各界的關(guān)注。原來(lái)，這位科學(xué)家在偶然間將蟲(chóng)子與塑料掛上了鉤。
塑料能被蟲(chóng)子“吃掉”？這是否意味著，困擾人類(lèi)的“白色污染”尋找到了終極解決途徑？這樣的期待，讓楊軍的演講迅速成為大眾熱議話(huà)題。
偶然的科學(xué)發(fā)現(xiàn)
2004年春節(jié)，楊軍從家中櫥柜里拿出一袋小米準(zhǔn)備煮粥時(shí)，發(fā)現(xiàn)裝米的塑料袋上有許多孔洞，還有蟲(chóng)子和飛蛾爬出。
米壞了，不能吃，趕緊處理扔掉，這是許多人看到上述情景時(shí)的自然反應(yīng)，人們很難將它與科學(xué)研究聯(lián)系起來(lái)。不過(guò)，這一幕卻對(duì)博士畢業(yè)于清華環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)、環(huán)境生物技術(shù)方向的楊軍，有了不一樣的啟發(fā)。蟲(chóng)子咬過(guò)，塑料去了哪？如果被蟲(chóng)子吃掉了，塑料能否被蟲(chóng)子消化？
楊軍初步推測(cè)，塑料可能被蟲(chóng)子吃掉了，但能否被蟲(chóng)子消化吸收，并轉(zhuǎn)化成能量或身體組織就不得而知了。
“如果這個(gè)問(wèn)題能被證實(shí)，就意味著塑料能被降解，這將是一項(xiàng)革命性的發(fā)現(xiàn)。”春節(jié)過(guò)后，楊軍就帶著碩士研究生秦小燕著手開(kāi)始研究。
通過(guò)各種渠道，他買(mǎi)到了“米蟲(chóng)”，即蠟蟲(chóng)。通過(guò)解剖將其內(nèi)含物取出，接種于僅僅鋪有聚乙烯薄膜的無(wú)碳培養(yǎng)基中。
“碳是維持生命的主要元素，不給蠟蟲(chóng)葡萄糖、淀粉等碳源，只給含有聚乙烯的薄膜，蠟蟲(chóng)要么依靠薄膜進(jìn)行繁殖代謝，要么因沒(méi)有能量來(lái)源而死掉�！睏钴姼嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。
實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第28天，楊軍和秦小燕通過(guò)電鏡觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，蠟蟲(chóng)腸道的內(nèi)含物侵蝕并穿透了塑料薄膜，這意味著蠟蟲(chóng)的腸道微生物降解了塑料。
蟲(chóng)子活下來(lái)了
實(shí)驗(yàn)蠟蟲(chóng)腸道的內(nèi)含物會(huì)分泌出很多的菌株，不過(guò)在之前的研究中并未將其細(xì)化。
為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究的方法，楊軍前往牛津大學(xué)做了一年訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者�；貒�(guó)后，他開(kāi)始展開(kāi)系統(tǒng)深入地研究，提取內(nèi)含物中的“純菌”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
楊軍將蠟蟲(chóng)腸道內(nèi)含物，與含有聚乙烯的薄膜放一起進(jìn)行富集培養(yǎng)。以聚乙烯為唯一碳源，60天富集培育分離出8種純菌株，并最終通過(guò)抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)選擇了兩種降解能力最強(qiáng)的菌種：阿氏腸桿菌和芽孢桿菌。
實(shí)驗(yàn)證明，這兩種菌株的確靠塑料薄膜“活了下來(lái)”。它們?cè)诤垡蚁┑谋∧ど戏�(wěn)定增長(zhǎng)，并具有較強(qiáng)的活性，可以腐蝕掉聚乙烯膜的表面�！鞍丫垡蚁┻@種長(zhǎng)鏈的C-C單鍵氧化斷裂成為一個(gè)親水的碳氧雙鍵的羰基，這就是降解的初步機(jī)制。”楊軍解釋道。
他推測(cè)，如果黃粉蟲(chóng)的培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)至60天，阿氏腸桿菌和芽孢桿菌可以分別使聚乙烯減重6%和11%，聚乙烯的分子量可以降低6%和13%。“這表明黃粉蟲(chóng)的降解效率是很高的�！�
隨后，楊軍又做了黃粉蟲(chóng)降解聚苯乙烯實(shí)驗(yàn)。他培養(yǎng)了1500條黃粉蟲(chóng)，將他們平均分成三組，進(jìn)行為期30天的實(shí)驗(yàn)。一組僅僅喂食聚苯乙烯的泡沫塑料，另兩組作為對(duì)照組，食物分別是它們最喜歡的麥麩和無(wú)食物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分別單獨(dú)喂食泡沫塑料和麥麩的兩組存活率沒(méi)有顯著差異。
為測(cè)量聚苯乙烯的降解程度，楊軍收集了吃了麥麩和泡沫塑料的蟲(chóng)糞，并用GPC（凝膠滲透色譜）證明聚苯乙烯的分子量降低了、熱量也降低了。
“50%的聚苯乙烯被黃粉蟲(chóng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和自身肌體，可以說(shuō)是‘長(zhǎng)肌肉’了。作為生物化學(xué)機(jī)制的‘金標(biāo)準(zhǔn)’，碳13-同位素標(biāo)記示蹤的實(shí)驗(yàn)也更加證實(shí)了這個(gè)結(jié)果，”楊軍興奮地說(shuō)，實(shí)驗(yàn)充分證明了黃粉蟲(chóng)能夠降解聚苯乙烯。
塑料生物降解的新窗口
楊軍表示，塑料本身是一種高分子的惰性材料，難以被生物降解，經(jīng)過(guò)微生物、酶的作用，可大大降低分子量，即使部分尚未被完全降解的塑料進(jìn)入到自然界，對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)減少很多。
“塑料在自然界中降解需要大約500年，我們找到了一種高效降解微生物來(lái)源的新途徑，就是從蟲(chóng)子的腸道里面找到可高效降解塑料的細(xì)菌、酶，只需24小時(shí)甚至更少的時(shí)間就能降解塑料，這為解決石油基塑料污染問(wèn)題打開(kāi)了一扇窗�！睏钴娬f(shuō)。
中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院錢(qián)易教授對(duì)此發(fā)現(xiàn)也作了評(píng)價(jià)，楊軍團(tuán)隊(duì)從蟲(chóng)子吃塑料的自然生活現(xiàn)象出發(fā)，證實(shí)了昆蟲(chóng)及其腸道微生物可以高效降解聚乙烯和聚苯乙烯。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是革命性的，揭示了細(xì)菌能夠利用過(guò)去被認(rèn)為不可能生物降解的石油基塑料，這是近年來(lái)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域最大突破之一，為解決全球塑料污染問(wèn)題打開(kāi)了一扇新的大門(mén)。
然而，這項(xiàng)突破性的發(fā)現(xiàn)，隨之引來(lái)了人們的擔(dān)憂(yōu)。
北京師范大學(xué)環(huán)境史博士、北京零廢棄運(yùn)動(dòng)發(fā)起人毛達(dá)在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，若是沒(méi)有進(jìn)行全面深入的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析，盲目引入某種生物技術(shù)，難保不會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)難。
他同時(shí)提醒，一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)不等于找到解決塑料污染的方案，并表示利用微生物技術(shù)降解塑料并不能從源頭上解決塑料污染和能源消耗問(wèn)題。
楊軍也表示，實(shí)驗(yàn)研究中所用的塑料均為最難降解的石油基塑料。此外，想要真正造福人類(lèi)，需要通過(guò)產(chǎn)業(yè)化，使微生物和酶得到高效利用。目前他也正在尋求與企業(yè)合作，試圖開(kāi)發(fā)一種降解可控的新型材料。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.portlandfoamroofing.com/gaozhong/1117230.html
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