各种新型塑料的相继问世,把人类引领到了一个崭新的塑料时代。然而,各种塑料在服务人类的同时,也很难摆脱变成垃圾的命运。由于塑料制品很难被降解,因而给自然环境带来了巨大压力。
能否用更生态环保的方式来处理塑料垃圾,这是人们一直在思考的问题。中国科学院昆明植物研究所的科学家还真的就有了新发现,那就是让真菌吃掉塑料!
真菌吃塑料,你听说过吗?
真菌吃塑料,还真够新鲜的!中国科学院昆明植物研究所的科学家们首次发现这种奇特的真菌,还是在2017年3月,故事的主角叫塔宾曲霉菌,这是一种能够高效降解聚氨基甲酸酯的新菌种。
这种能吃塑料的真菌有什么特别之处吗?你可能想不到,这是从城市垃圾中分离出来的一种真菌。研究发现,塔宾曲霉菌可以在聚氨酯表面上生长,并利用自身产生的酶去分解聚氨酯塑料,通过复杂的生物化学作用来降解聚氨酯塑料。
起底聚氨酯,疯狂的70年
一提塑料,公众的第一反应就是非常接地气,可一旦谈起聚氨酯,那知道的人恐怕就不多了。其实啊,尽管名字生疏了一些,但它在我们的生活中却随处可见。
聚氨酯的诞生是近代科技最为重要的事件之一,正是它以令人难以置信的多变性为人类创造了众多的生活奇迹。1937年,德国科学家首先制得了聚氨酯。1950年,英美等国从德国获得聚氨酯的制造技术,相继开始工业化生产。20世纪50年代末,我国聚氨酯工业开始起步,近十几年发展极其迅速。
在生产聚氨酯时通过改变原料的种类及组成,则可以改变产品的形态和性能。聚氨酯制品形态有泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶黏剂、密封胶、合成革涂层树脂、绝缘漆、弹性纤维等。
你大概听说过聚氨酯泡沫塑料吧,它的应用可是十分广泛的哦!软泡沫塑料主要用于玩具、家具及交通工具的各种垫材、隔音材料等;硬泡沫塑料主要应用于家用电器的隔热层以及管道的保温材料等;半硬泡沫塑料可用于汽车仪表板、方向盘等。
你的学校里有塑胶跑道吗?这可是一种国际公认的比赛跑道,具有弹性好、耐磨防滑、易于维护、平坦均匀、可吸收震动、减少摔跤受伤程度等优点。那么,它是用什么材料做成的呢?塑胶跑道从下到上一般分为基础层和胶面层,胶面层一般是由弹性高分子材料构成的,主要就是聚氨酯材料。据悉,运动员100米短跑在聚氨酯跑道上要比在煤渣跑道上快0.2~1.03秒,而跳远成绩可提高20~30厘米。
你知道鲨鱼皮泳衣吗?那也是聚氨酯纤维材料的贡献啊!科学家发现,鲨鱼之所以在水中游得非常快,原因就在于鲨鱼的皮肤可以减少水流的摩擦力,从而使身体周围的水流更高效地流过。选用富有弹性的聚氨酯纤维材料制作鲨鱼皮泳衣,充分运用了仿生学的原理,可以减少水的阻力,这在游泳比赛中可是很关键的哦。
聚氨基甲酸酯(PU)表面生长的塔宾曲霉菌的变化
辉煌的背后,垃圾处理的尴尬
目前,全球聚氨酯年产量已超过1000万吨,产能年均增长率4.4%。中国作为亚洲地区聚氨酯行业最大的生产基地和消费市场,聚氨酯产品的消费一直在快速增长。
在塑料工业辉煌的背后,是塑料垃圾处理的无奈。丢弃在环境中的废旧塑料,非常难以降解,会对生态环境造成巨大的潜在危害。塑料垃圾还会导致土壤和水体的污染,并最终进入海洋生态系统。
处理废旧塑料垃圾,通常采用填埋或焚烧的方式。但是,聚氨酯材料在自然条件下极难分解,如果把聚氨酯深埋于地下,则需要几十年的时间才能分解,并且需要占用大量的土地。如果采用焚烧法处理,在燃烧过程中则会生成某些有害物质。
塑料垃圾的终结之路还远吗
如何处理塑料垃圾的遗留问题,早就引起了科学家的注意。20世纪90年代,就已经有科学家开始研究废旧塑料的生物降解课题。其中,真菌就是一个重要的研究方向。据悉,科学家曾先后发现几十种真菌具有降解塑料的本领,但由于它们的降解效率不高,不具备实际操作的基本能力。
我国科学家从城市垃圾中分离出来的塔宾曲霉菌,则有望成为治理塑料污染的明星。实验证明,聚氨酯塑料在塔宾曲霉菌的作用下,经过两周的时间就可以看到明显的变化,两个月之后培养基上的塑料聚合物就基本上消失了。
当然了,要把塔宾曲霉菌应用于塑料垃圾处理的主战场,还有许多工作要做。比如,科研人员还需要探索大规模繁殖塔宾曲霉菌的最佳条件,以及产业化利用真菌降解塑料垃圾的工艺参数
不过,塔宾曲霉菌的发现,无论如何都为处理塑料垃圾开辟了新的途径,同时也为土壤污染治理和生态修复提供了新的线索,因此其意义是十分深远的。