导读

· 采用细菌分解PET可省去分选环节，提高回收效率；

 

· 海藻造可降解生物塑料薄膜，可减少对可食用食物来源的依赖。

 

如何让塑料更高效地进行降解处理，已是不少国家地区都在关注的热点话题。除了在中国大热的可降解生物塑料外，海外的科研人员也在加快塑料可降解的研发创新。

 

无需分选，细菌就可降解PET

 

以色列本·古里安大学的研究人员正在研究细菌的生物降解作用——一种更简单、更环保的方法来分解和回收PET（聚对苯二甲酸乙二酯）。PET是食品饮料包装和纺织产品中最常见的一种塑料。

 

据介绍，早在去年11月，本·古里安大学旗下的BGN T技术公司与葡萄牙Ecoibéria公司签署了一项研究合作协议，以研究和证明PET细菌生物降解的有效性。

 

 

 

 

项目的研究结果可能会简化目前使用的繁琐的塑料回收过程，即从回收箱中收集塑料瓶，然后按类型和颜色进行分离，然后研磨成小块，熔化成原材料和纤维薄片。

 

01从微生物分解碳链得到启发

 

本•古里安大学生物技术工程系的Ariel Kushmaro教授表示，微生物会分解有机物——碳链，比如糖或蛋白质，而塑料、聚乙烯和PET也是由碳链组成的，“因此我们可以准备一种‘富集培养物’——多年来被塑料或PET污染的土壤含有的原始细菌群。”Kushmaro教授说。

 

值得注意的是，聚乙烯由于其高度稳定的碳-碳键而被认为是不可生物降解的物质。因此，它的细菌分解必须在实验室中人工促进。

 

 “除了细菌，我们还添加了我们希望它们分解的物质，让它们工作几个星期。经过几次尝试，我们发现了一种微生物，它在生长过程中利用聚乙烯作为碳和能源。库什马罗解释说，“这些细菌可以处理这些聚合物。”

 

而为了让细菌生物降解塑料聚合物中的碳键，必须在无碳环境中生长，这样细菌就别无选择，只能消耗塑料中唯一可用的碳才能生存。“当然，仅仅为细菌提供碳链是不够的。我们必须给他们各种添加剂，比如氮和磷的来源，使他们更容易进行分解。”Kushmaro教授补充道。

 

Kushmaro及其研究团队最终发现了几种能够在土壤样本中成功降解聚乙烯微塑料的细菌。研究小组表示在30天内，仅仅通过细菌的分解活动，土壤的重量就减少了10%到20%，细菌在呼吸过程中释放出二氧化碳。”

 

Kushmaro及其研究团队与专门从事PET瓶回收的Ecoibéria公司进行这一项目的合作，包括在以色列进行实验室测试，研究细菌如何分解PET，以及中间副产品是否可以分离并用作塑料工业的原料。

 

不过，即使这项试验获得成功，那么这项技术依然需要2-3年的额外研发才能应用于工业环境。

 

02回收效率更高

 

 “今天，如果你想有效地回收，就必须把水瓶和奶瓶、洗发水容器等分开。”以色列海法大学（the University of Haifa）研究微塑料的Noam van der Hal博士说，“将不同类型的塑料相互分离增加了回收的复杂性。”

 

 “事实上，要把塑料制品回收到原来的质量和性能水平是非常困难的。现在，我们不是把瓶子回收成瓶子，而是把它回收成游乐场的地板、长凳或建筑材料。因此，它不是完全意义上的循环利用。” Kushmaro解释道。

 

Kushmaro认为，生物分解得到的产品是原始原料。“我们与Ecoibéria一起来推进这个项目研究，将PET片将分解成原材料，这样产品就可以原材料的形式销售。这一想法是微生物或酶将分解分子聚合物链，以便从混合物中提取干净的原材料，并像传统工业做法那样复制PET。” Kushmaro说。

 

那么，这种新工艺在经济上可行吗？Kushmaro认为，生物降解比热回收或化学回收便宜得多，使其在原材料市场上具有竞争优势。

 

“他们正在寻找能够改善回收利用的整体解决方案。这也与欧洲市场的环境趋势有关，欧洲市场鼓励投资于减少环境污染的‘绿色’项目。我们的研究是这一趋势的一部分。” Kushmaro强调。

 

海藻生物塑料薄膜：只需阳光就可降解

 

印度国家海洋技术研究所（NIOT）利用海洋海藻和PEG-3000开发了一种生物塑料薄膜，这将对限制不可生物降解塑料的使用产生巨大影响，并改变塑料行业的游戏规则。

 

 

据介绍，这款生物塑料薄膜在环境中安全分解，不会留下任何毒性。生物塑料薄膜的物理力学性能与常规塑料的性能相当。

 

NIOT的科学家们在曼纳湾地区种植长心卡帕藻（Kappaphycus alvarezii），将海藻加工之后加入增塑剂聚乙二醇（PEG）-3000来生产生物塑料薄膜，以获得更高的拉伸强度。PEG是一种无毒、环保的聚合物，主要用于提高聚合物的热塑性，在医药领域常用于制备乳膏和分散剂。

 

目前的NIOT研究结果表明，生物塑料聚合物可以在短时间内自然降解而不产生任何有毒废物。这些也可以通过普通的食物垃圾收集机制进行处理。这项研究表明，利用这些海藻进行生物塑料的商业化生产将在未来成为游戏规则的改变者。

 

事实上，红藻（kappaphycusalvarezii）是一种海藻，是卡拉胶和其他产品的重要商业来源，具有广泛的工业应用。这些藻类是高度胶状的，只需利用阳光就可以在短时间内（45天）廉价生长，不需要淡水或化学品。

 

它们也是聚合物的潜在来源，类似于陆地植物基聚合物，可用于制造食品包装和运输袋，有利于良好的透氧和透湿性。而透氧性和透湿性是新鲜农产品包装的两项基本参数。NIOT的科学家建议，在替代有害塑料方面，红色海藻可能是环境救星。

 

特别在印度这样的人口大国，每年的塑料包装消费量爆棚，生物可降解薄膜将有助于减少随意丢弃的塑料包装对环境的危害影响。

 

资料来源：israel21c.org及印度科学报