当今世界面临塑料困境。每年约有800万吨塑料流入海洋,占海洋垃圾的大部分。世界各地还遍布着垃圾填埋场。根据美国环保署的数据,2018年,垃圾填埋场处理了超过2000万吨塑料。
在新冠疫情大流行期间,情况更是雪上加霜。外科口罩、尸体袋和其他塑料基防护设备的使用量增加,导致海洋和垃圾填埋场的塑料量激增。据估计,受疫情影响,塑料包装的生产量将增长5%。然而,解决塑料堆积问题的答案可能就漫步在全国各地的农场里。牛胃中最大的组成部分——瘤胃,或许是分解塑料的下一个关键法宝。
奥地利研究人员发现,瘤胃中的消化微生物可能足以分解塑料。他们使用了来自奥地利一家屠宰场的瘤胃液,并测试了其微生物对粉末状和薄膜状三种塑料的分解能力。所有三种塑料都被瘤胃液中的微生物分解,其中粉末状塑料的分解速度比其他两种更快。这些发现最近发表在《生物工程与生物技术前沿》杂志上。
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该研究的作者、维也纳自然资源和生命科学大学的研究员 Doris Ribitsch 在一份新闻稿中说:“瘤胃网状层中生活着一个庞大的微生物群落,负责动物的食物消化。我们怀疑其中一些生物活性也可能用于聚酯水解。”
聚酯水解是一种发生于聚酯分解时的化学反应,它可以通过碱和酸发生,因此需要牛瘤胃中的胃酸来潜在地溶解塑料。由于牛胃能够分解结构与塑料相似的物质,如由一种称为角质的植物产生的植物基聚酯,科学家们推测瘤胃也能分解塑料。过去,分解塑料的实验依赖于单一微生物,但瘤胃中的液体已被证明更有效。需要多种微生物来应对塑料污染,因为许多塑料在使用后实际上并没有被回收,而用有机材料来分解它们是一种更可持续的解决方案。
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这些发现符合利用不同微生物(如细菌和真菌)开发更可持续的塑料降解和更好回收工艺的新趋势。这个过程被称为,它可以用于清理不仅仅是垃圾填埋场或海洋中的塑料。
这些发现目前仅限于实验室规模,但研究人员有信心能够再次复制这些结果。这意味着屠宰场的牛身上更多的部分可以被利用。截至2020年,奥地利(该研究的所在地)有超过一百万头牛,这可能为分解塑料提供更多的潜在材料。
Ribitsch 说:“考虑到屠宰场每天积累大量的瘤胃,扩大规模很容易想象。”