真菌分解海洋塑料
生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯,前提是它先暴露在陽光的紫外線下。來自 NIOZ 等機構的研究人員在科學期刊《整體環境科學》上發表了他們的研究成果。他們預計,海洋深處還生活著更多塑料降解真菌。
真菌Parengyodontium album與其他海洋微生物一起生活在海洋中塑料垃圾的薄層上。荷蘭皇家海洋研究所 (NIOZ) 的海洋微生物學家發現,這種真菌能夠分解塑料聚乙烯 (PE) 顆粒,這是所有流入海洋的塑料中最豐富的。NIOZ 的研究人員與烏得勒支大學、海洋清潔基金會以及巴黎、哥本哈根和瑞士圣加侖的研究機構的同事進行了合作。這一發現使這種真菌成為塑料降解海洋真菌的極少數名單之一:迄今為止只發現了四種。人們已經知道有大量細菌能夠降解塑料。
準確跟蹤降解過程
研究人員前往北太平洋塑料污染熱點地區尋找塑料降解微生物。他們從收集到的塑料垃圾中分離出這種海洋真菌,在實驗室中將其培養在含有標記碳的特殊塑料上。Vaksmaa:“這些所謂的13 C 同位素在食物鏈中仍然可追蹤。它就像一個標簽,讓我們能夠追蹤碳的去向。然后我們可以在降解產物中追蹤它。”
Vaksmaa 對這一新發現感到興奮:“這項研究之所以在科學上如此突出,是因為我們能夠量化降解過程。”在實驗室中,Vaksmaa 和她的團隊觀察到P. album對 PE 的分解速度約為每天 0.05%。“我們的測量結果還表明,真菌在分解 PE 時不會使用太多來自 PE 的碳。P . album使用的大部分 PE 都轉化為二氧化碳,然后真菌會再次將其排出。”雖然 CO 2是一種溫室氣體,但這個過程并不會帶來新問題:真菌釋放的量與人類呼吸時釋放的少量量相同。
僅在紫外線的影響下
研究人員發現,陽光的存在對于真菌利用聚乙烯作為能量來源至關重要。瓦克斯瑪說:“在實驗室中,P. album只能分解至少在短時間內暴露于紫外線的聚乙烯。這意味著在海洋中,真菌只能降解最初漂浮在海面附近的塑料,”瓦克斯瑪解釋說。“我們已經知道紫外線本身可以機械分解塑料,但我們的研究結果表明,它還促進了海洋真菌對塑料的生物分解。”
其他真菌
由于大量不同的塑料在暴露于陽光之前就沉入深層,P.album無法將它們全部分解。Vaksmaa 預計,在海洋深處還有其他尚未發現的真菌也可以降解塑料。“海洋真菌可以分解由碳構成的復雜材料。海洋真菌數量眾多,因此除了迄今為止發現的四種物種外,其他物種也可能有助于塑料降解。關于塑料在深層如何降解的動態過程仍有許多問題,”Vaksmaa 說。
塑料湯
尋找可降解塑料的生物刻不容緩。人類每年生產超過 4000 億公斤塑料,預計到 2060 年這一數字將至少增加三倍。大部分塑料垃圾最終流入海洋:從極地到熱帶,它們漂浮在地表水中,到達更深的海洋,最終落入海底。
NIOZ 的主要作者 Annika Vaksmaa 表示:“大量塑料最終進入亞熱帶環流,即海水幾乎靜止的環狀洋流。這意味著塑料一旦被帶到那里,就會被困在那里。僅太平洋的北太平洋亞熱帶環流就已經積累了約 8000 萬公斤的漂浮塑料,而這只是全球六大環流之一。”
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