塑料能自然降解嗎?北京市市場監督管理局日前針對“限塑令”再次發布相關禁令，規定自2021年7月1日起建成區範圍内外賣禁止使用不可降解塑料袋，建成區、景區景點堂食禁止使用不可降解一次性塑料餐具，現在小編就來說說關于塑料能自然降解嗎?下面内容希望能幫助到你，我們來一起看看吧!

塑料能自然降解嗎

北京市市場監督管理局日前針對“限塑令”再次發布相關禁令，規定自2021年7月1日起建成區範圍内外賣禁止使用不可降解塑料袋，建成區、景區景點堂食禁止使用不可降解一次性塑料餐具。

自1907年塑料發明以來，它既給人們帶來了極大的方便，也給環境帶來了種種污染和危害——100多年前發明的塑料，至少要等300多年後才能被降解！解決這個矛盾最好的方式，就是尋找讓塑料完全降解的方法。科學家為此已經進行了數十年的努力，那麼，這種努力目前有了怎樣的最新進展？

1 光、氧降解和生物降解

現在，降解塑料的方式主要有光、氧降解和生物降解。

光降解和氧降解塑料一般是在傳統石化塑料中混入添加劑，使塑料在光照或較高溫度下加速碎裂。現在的光降解和氧降解塑料無法在可控時間内完全實現降解，仍會殘留一些塑料在環境中。

而生物降解是指在特定環境中，以微生物來降解塑料，完全轉化成二氧化碳和水。但是，生物降解包含了一個前提，即生産塑料的材料是生物質而非石化原料生産的塑料。如果生物降解既可以降解石化材料制成的塑料産品，也可以降解生物材料制成的塑料産品，那就最理想了。

一般而言，由生物質制造的塑料易于降解，但如果以生物質來生産可降解塑料，則制造成本比石化塑料高2倍以上。現在，全球約有2/3的生物可降解塑料是依賴糧食作物作為原材料，顯然這也并非可持續之道。

當然，生物可降解塑料的原材料也可以用植物，但是生物可降解塑料在制造中會使用各種輔助制劑、添加劑和塑化劑。一項針對歐洲市場的生物質塑料産品的調查發現，大部分産品含有多種化學品，其中還有數量不少的有毒化學物質。

據報道，83%的生物可降解塑料其實是“可堆肥塑料”，其高效降解需要溫度高達50℃和55%的濕度，但一般的環境難以達到這種條件。

2 可“吃掉”聚乳酸塑料的酶

近日，《自然》雜志報道了加利福尼亞大學伯克利分校徐婷團隊發明的一種塑料降解新方法。他們将一種可以“吃掉”塑料的酶包裹在特定分子中，僅在幾周時間内，就能讓塑料在稍高溫度和水的作用下完全分解，不僅如此，已分解的塑料還會成為土壤微生物的養料，真正成為“可堆肥塑料”。

現在人們使用得較多的一種塑料産品是由聚乳酸（PLA）制成，這種塑料袋也會進入垃圾填埋場，并且壽命與永久塑料袋一樣長。徐婷團隊研究人員在聚乳酸塑料中嵌入BC-脂肪酶和蛋白酶K，并且添加了一種酶保護劑。結果表明，在家用自來水或标準土壤堆肥中，這樣制成的塑料僅用3天時間就能完全分解，并在幾天或幾周内消除微塑料。

其實，對聚乳酸塑料的降解研究從1981年甚至更早就開始了，當時也考慮了用酶來降解，但是采用酶的方式一直解決不了成本昂貴的問題。現在市場上的工業用酶，價格一般是10美元1000克。除了成本問題，這種降解方式真正發揮作用，還需要方法簡便易行并獲得普及，因此，這種酶降解塑料的方式可能要較長時間才能真正實際使用。

3 “大嚼”PET塑料的細菌

2016年，日本京都工藝纖維大學的小田康平和慶應義塾大學的宮本賢治領導的研究小組發現，一種微生物可以吞食對苯二甲酸酯塑料（PET），這是一種以石化産品為原料生産的塑料。

這種攝食PET的細菌稱為大阪堺菌。日本研究小組經過仔細的微生物篩查後，發現一種細菌能夠在PET薄膜上大量生長，因此這種細菌被命名為大阪堺菌。這種細菌在溫和的30℃條件下就能夠開始“大嚼”PET聚合物。據此，研究人員認為，大阪堺菌可以用來降解PET塑料。

不過，進一步的研究發現，這些細菌喜歡非晶體的PET，而實際生産和使用的塑料産品是結晶态 PET，因此，這種細菌降解PET的效果并不理想。而且，在自然環境條件下大阪堺菌降解塑料的時間也較緩慢，完全降解一塊小小的塑料薄膜就需要6周的時間。要讓這種細菌達到實用的階段，還需要進一步優化，才能真正用于清理世界上的PET塑料垃圾。不過，日本研究人員稱，可以改造大阪堺菌所利用的酶，使之具備更快的反應速率和更好的實用性。

對此，中國科學院微生物研究所的吳邊團隊進行研究，對大阪堺菌降解PET塑料所需的酶進行優化，獲得了穩定性顯著增強的重設計酶，使得大阪堺菌對PET薄膜的降解效率提升了300倍。這一研究成果發表于2021年1月的《美國化學會·催化》雜志。

4 更好更多的食用塑料細菌

2019年，印度希夫納達爾大學的研究團隊從大諾伊達地區的濕地中發現了兩種“可食用塑料”的細菌，分别是菌株DR11和菌株DR14，它們具有分解聚苯乙烯的潛力。

聚苯乙烯具有高分子量和長鍊的聚合物結構，而且有良好的抗降解性能。但是，研究小組發現，當這兩種分離的細菌接觸到聚苯乙烯塑料時，會将其作為碳源，并用以制造生物膜。這個過程改變了聚苯乙烯的物理性質，啟動了一個自然降解的過程，然後，細菌能夠通過釋放水解酶來破壞聚合物鍊。

事實上，聚苯乙烯很難降解，在生物降解之前，需要進行某種形式的預處理，如化學、熱、光氧化等。現在，發現DR11和DR14菌株不僅能夠在未經處理的聚苯乙烯上形成生物膜，而且還能夠降解未經改性的塑料，意味着這兩種細菌未來可以擔當起降解塑料的重任。但是，研究團隊也表示，要進一步評估這些菌株的代謝過程，以便在環境生物修複中加以利用。

2021年4月25日，中科院海洋所孫超岷團隊發表的一篇論文顯示，一些海洋微生物能夠有效降解聚乙烯（PE）和對苯二甲酸酯（PET）塑料。研究團隊從2016年開始從青島近海采集了上千份塑料垃圾，經過大量篩選發現一個塑料垃圾上附着的一個菌群在PET和PE表面具有很明顯的定植和降解能力。

研究人員推測，這些細菌是通過降解塑料獲得額外的能量。通過對菌群組成種類和豐度進行定量分析，發現有5類細菌為優勢種群，結合培養技術成功獲得上述5類細菌的純培養菌株，其中3株具有明顯降解塑料的能力。将這3株細菌按照一定比例進行複配，成功獲得了一個能穩定共存并能顯著降解PET和PE塑料的菌群，該菌群尤其喜好降解PE塑料，兩周時間可以将PE降解為碎片。

PE塑料目前在國際上極為缺乏對其有效降解的微生物和酶類，因此，中國研究人員的成果意味着，未來可以用海洋細菌降解極難降解的PE塑料。

5 研發能自行降解的塑料

降解塑料的更高一級戰略是研發和生産能自行降解的塑料，在這方面，中國研究人員也有了一些進展。

中國華南理工大學、中國廣東聚益新材有限公司和智利一家公司合作研發的以聚乙烯醇為主要原料的水溶性購物袋将投産進入市場，中國負責生産原料、提供技術支持，智利公司負責産品的市場和銷售。将來，購物袋原材料将繼續以廣東清遠為主要生産基地，購物袋則在智利或其他地方制作，向全世界銷售。

這種水溶性購物袋具有較高的承重力和冷水可溶性，适合在無水的環境下使用，使用後遇水即可“消失”，不産生污染。一個聚乙烯醇水溶袋，降解隻需5分鐘。這顯然是塑料袋降解的一個突破，而且全球包括中國在内已經有多個大學和企業在研發這一技術，至于推向市場的實際應用，可能還需要一段時間。

另外，市場上有一些生物可降解塑料，但實際上要完全降解還差強人意，因此塑料降解的研究和應用将會是人類一個持續而重大的挑戰。（張田勘）

延伸閱讀

目前市場上

有哪些生物可降解塑料

現在市場上有五類被稱為綠色塑料的生物可降解塑料。

一是聚乳酸（PLA）塑料，是一種新型的生物降解材料，采用可再生的植物資源，如玉米所提取的澱粉原料制成。

二是聚3-羟基烷酸酯（PHA），是由微生物通過各種碳源發酵而合成的不同結構的脂肪族共聚聚酯。

三是聚己内酯，是一種低熔點聚合物，其熔點僅62℃。

四是聚酯類，既可以通過石化材料制成，也可通過澱粉、纖維素、葡萄糖等可再生農作物産物經生物發酵途徑制成。

五是聚乙烯醇（PVA），又稱水溶性PVA薄膜，可完全降解為二氧化碳和水。

來源：北京日報

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