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東北油田土壤中,分離出降解PE的新菌株!

2025-06-05 10:12:59 來(lái)源:生物塑料研究院 閱讀量:10926 評(píng)論
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  6月2日,中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所于洪文研究團(tuán)隊(duì)在《環(huán)境化學(xué)工程雜志》發(fā)表研究論文,首次報(bào)道從大慶油田土壤中分離出能高效降解低密度聚乙烯(PE)的類節(jié)桿菌屬新菌株P(guān)aenarthrobacter sp. PE0901,并揭示其降解機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)為解決全球PE污染問(wèn)題提供了重要的微生物資源和技術(shù)路徑。
 
  全球PE污染嚴(yán)峻,生物修復(fù)成破局關(guān)鍵
 
  聚乙烯作為產(chǎn)量占全球29.7%的通用塑料,因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定導(dǎo)致環(huán)境中累計(jì)量巨大。數(shù)據(jù)顯示,PE廢棄物在自然環(huán)境中可留存數(shù)百年,不僅造成海洋生物誤食、土壤生態(tài)破壞等問(wèn)題,近期更有研究證實(shí)其微塑料可滲入人體組織,引發(fā)健康風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)處理技術(shù)如填埋、焚燒等面臨二次污染和成本壓力,而微生物生物修復(fù)因可持續(xù)性強(qiáng)、環(huán)境友好等特點(diǎn),成為國(guó)際研究熱點(diǎn)。
 
  然而,PE的高疏水性、無(wú)水解官能團(tuán)等特性使其難以被微生物降解,全球已報(bào)道的高效降解菌株寥寥無(wú)幾。此前研究多集中于海洋或垃圾填埋場(chǎng)環(huán)境,對(duì)油田等特殊生境的探索不足。
 
  油田土壤篩選出“塑料分解者”,降解效率達(dá)16.2%
 
  研究團(tuán)隊(duì)從大慶油田0-10cm表土中,通過(guò)覆蓋PE膜的選擇性培養(yǎng)基富集,成功分離出Paenarthrobacter sp. PE0901菌株。實(shí)驗(yàn)顯示,該菌株能以PE為唯一碳源生長(zhǎng):在PE膜存在下,菌株數(shù)量30天內(nèi)從1×10? CFU/mL增至7.55×10? CFU/mL,增幅達(dá)755倍;對(duì)PE微塑料的適應(yīng)性也提升70倍。
 
  定量分析表明,該菌株對(duì)PE膜和微塑料的降解效率分別為16.2%和7.6%。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),PE膜表面出現(xiàn)明顯孔洞和溝槽,傅里葉紅外光譜顯示其化學(xué)結(jié)構(gòu)中的C-H鍵發(fā)生斷裂,熱重分析進(jìn)一步證實(shí)聚合物熱穩(wěn)定性下降,均表明菌株通過(guò)氧化機(jī)制破壞了PE的結(jié)構(gòu)完整性。
 
  漆酶介導(dǎo)氧化機(jī)制,破解PE降解難題
 
  研究發(fā)現(xiàn),PE0901菌株能分泌漆酶并產(chǎn)生活性氧(ROS),當(dāng)培養(yǎng)基中添加PE時(shí),漆酶活性顯著升高(P<0.001),這一發(fā)現(xiàn)揭示了漆酶介導(dǎo)的氧化作用是PE降解的關(guān)鍵步驟。該機(jī)制成功克服了PE疏水性導(dǎo)致的微生物附著障礙,為解析PE生物降解路徑提供了新視角。
 
  與此前報(bào)道的假單胞菌(120天降解20%)和芽孢桿菌(42天降解17.36%)相比,PE0901在中溫條件下(25-30℃)30天即實(shí)現(xiàn)16.2%的降解效率,顯示出更優(yōu)的實(shí)際應(yīng)用潛力。
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