塑膠回收領域現轉機 超級蠕蟲可消化塑膠
(香港文匯報綜合報道)塑膠污染是塑膠塑膠環境保護的重要挑戰之一,如何有效降解塑膠一直備受關注。回收如今有澳洲科學團隊研究發現,領域一種「超級蠕蟲」或具備消化塑膠的現轉消化能力,即使是機超級蠕食用俗稱「發泡膠」的聚苯乙烯,也能夠正常成長。塑膠塑膠科學家希望若能破解蠕蟲消化塑膠的回收能力,或會為塑膠回收領域帶來新進展。領域 這種「超級蠕蟲」學名為擬步幼甲蟲,塑膠塑膠也就是回收常見的「超級麵包蟲」,一般被當作爬行動物寵物的領域飼料。不過科學家發現,現轉消化這些蠕蟲消化道內含有某種酶,機超級蠕可以自然降解聚苯乙烯等塑膠,意味其即使僅食用聚苯乙烯也可以發育生長。 澳洲昆士蘭大學研究團隊在3周時間內,用不同食譜餵食這些超級蠕蟲。其中一些蠕蟲進食常規食物麩皮,一些蠕蟲僅餵食聚苯乙烯,另一些蠕蟲則進行間歇性餵食。結果發現餵食麩皮的蠕蟲體重增加約一倍多,餵食聚苯乙烯的蠕蟲相較間歇性餵食組,也可增加少量體重。不論是餵食麩皮還是聚苯乙烯的蠕蟲,都相較「捱餓」的蠕蟲更活躍。 蠕蟲在幼蟲階段若有充分營養補給,即會結繭化蛹,於成年後變成甲蟲。研究發現餵食麩皮的蠕蟲化蛹率最高,比例超過90%,至於餵食聚苯乙烯的蠕蟲化蛹率也有66%,遠超間歇性餵食蠕蟲10%的化蛹率。專家相信這說明消化聚苯乙烯提供的能量雖不及常規食物,但依然能滿足蠕蟲的生長需要。 冀刺激回收減少垃圾堆填 主導研究的昆士蘭大學化學和分子生物學家林克稱,研究團隊在蠕蟲消化道中,發現幾種疑似可降解聚苯乙烯的生物酶,這也能說明進食塑膠雖然對蠕蟲腸道微生物多樣性有負面影響,但依然能為蠕蟲提供能量,「超級蠕蟲就像一座微型回收廠,用嘴粉碎聚苯乙烯,再將其提供給腸道中的細菌。」 研究團隊已將報告發表於《微生物基因組學》期刊。林克也提及,他們會嘗試從蠕蟲體內分離出可以降解聚苯乙烯的物質,再加以仿照設計,用以製作新材料。團隊希望相關技術能刺激塑膠垃圾回收利用,並減少垃圾堆填。 目標培養蠕蟲消化道細菌 研究作者之一孫嘉瑞(譯音)也表示,團隊的目標是在實驗室內培養蠕蟲的消化道細菌,再進一步測試其降解聚苯乙烯的能力。日後的研究還會關注如何將降解過程轉為實際應用,提升至可建造回收廠的水平。 科學界探索植物昆蟲黏液煉製生物塑膠 科學界除研究降解塑膠的方法外,還在尋找利用天然物質製成的生物塑膠。這些物質可以從植物中提取,也可以源自一些動物或昆蟲的分泌物。現時科學家便研究利用蜜蜂、蠕蟲或特定的植物提取物製造生物塑膠,可以在無氧或有氧環境分解,更有助保護環境。 新加坡南洋理工大學團隊正研究一種外形酷似毛毛蟲的天鵝絨蟲,牠捕獵時會從頭部兩側觸鬚噴出白色黏液,接觸空氣即會硬化。研究團隊分析黏液的蛋白質,確定其氨基酸正確序列。負責該研究的生物科學家米斯雷茲稱,相關成果能讓團隊繼續研究這些蛋白質如何相互作用產生黏液,為製造生物塑膠奠定基礎。 新西蘭生物科技企業Humble Bee則關注一種澳洲特有的獨居蜂,這種蜜蜂會製造一種巢穴材料,具有防水、阻燃、抗酸鹼等特徵,且能在攝氏240度以下保持穩定,是理想的生物塑膠原料。團隊會利用合成生物學確認這種材料的基因序列,再嘗試重建材料用於合成生物塑膠。 美國和印度研究團隊則從熱帶天然香料香莢蘭豆中,提取有機化合物香蘭素。由香蘭素製成的生物塑膠可以吸收波長300納米的紫外線,隨之自行降解。這一波長的紫外線不包含在普通陽光光譜中,意味這款生物塑膠若能成功研發,既可利用特定光照安全降解,也不會影響日常生活使用。 降解環境要求高 轉化商用存挑戰 培育「超級蠕蟲」食用塑膠或會為塑膠回收帶來新進展。不過分子生物學專家指出,許多被認為可降解塑膠的酶對環境要求極高,很難在常規工業條件下發揮作用。即使相應技術能夠大規模投產,如何實現塑膠分類,或處理降解塑膠可能產生的廢棄物,都是將研究成果轉為商用要面臨的挑戰。 得州大學奧斯汀分校分子生物學教授埃林頓表示,工業降解塑膠的環境通常非常炎熱,或會使用大量有機溶劑提高效率,「當你在海灘上或蠕蟲的腸道內找到一些酶,這當然很好,但這些酶只能在特定環境下發揮作用,恐怕這不會是現有工業環境。」埃林頓補充稱,即使用大量蠕蟲淹沒垃圾堆填區,也需事先將聚苯乙烯和其他垃圾分開,這種垃圾分類不但昂貴,還相當麻煩。 北美固體垃圾研究協會應用研究主任奧布賴恩指出,現有研究還未了解蠕蟲體內的酶消化塑膠時,是否會產生廢棄物,損害垃圾填埋場用於處理垃圾及減少臭味的微生物。奧布賴恩認為更理想且效益更高的方案,是將聚苯乙烯帶入垃圾堆填區充分壓縮,從而更便捷回收轉化為新的塑膠。
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