"A bélrendszerben lévő műanyagok gyors biológiai lebomlása a táplálék által a férgek által feltárja a műanyag hulladék új sorsát, amelyet a környezetbe helyeznek." Yang Jun, a pekingi repüléstechnikai és asztronautikai egyetem professzora elmondta.
A műanyagot a környezetben természetesen nehéz lebontani, a polisztirol pedig az egyik legnagyobb, mert nagy molekulatömege és nagy stabilitása miatt általában azt gondolják, hogy a mikroorganizmusok nem bontják le a polisztirol műanyagot. 2015-ben Yang Jun professzor, a Pekingi Repüléstechnikai és Asztronautikai Egyetem kutatócsoportja és dr. A Shenzhen bgi Zhao jiao közösen két testvér kutatási cikket tett közzé a EnvironmentalScience & Technology című hiteles folyóiratban a környezeti fegyelemről, amelyek bebizonyították, hogy a patás polisztirol, a legnehezebben lebomló műanyag lárvái.
A tanulmány kimutatta, hogy a polisztirolhab, mint egyetlen táplálékforrás, a sárga lisztférgek lárvái több mint egy hónapig képesek túlélni, és végül felnőttekké fejlődhetnek, amelynek polisztirolja teljesen lebomlik CO2-val vagy asszimilálódik a rovarok testzsírjává. Az eredmények áttekintést nyújtanak a műanyag szennyezés globális problémájáról.
Összecsukható világ puzzle
A petrolkémiai ipar által termelt műanyag hulladék szennyezése globális környezeti probléma. A legtöbb műanyagot egyszer dobják el, ha egyszer elfogyasztották. Eddig az akadémikusok úgy vélték, hogy a műanyag termékek stabil fizikai és kémiai szerkezetük miatt évtizedek és évszázadok óta nem bomlanak le természetes környezetükben.
Yang Jun professzor elmondta, hogy 2013-ban világszerte 299 millió tonna műanyagfogyasztás volt, amelynek polisztirol műanyag 7% -át, éves fogyasztása körülbelül 21 millió tonna, ebédhez szokásos csomagolás, kávéscsészék és egyéb olyan anyagok, amelyek ellenállnak a hőmérsékletnek. a forrásban lévő víz polisztirol. Hiteles tanulmányok kimutatták, hogy a polisztirol, a műanyag négy hónap alatt lebomolhat a talajban, iszapban, bomló hulladékban vagy trágyában lévő mikrobaközösség 0,01-3% -ában.
Évente 40 millió tonna műanyag hulladék halmozódik fel világszerte, és Kínában évente mintegy 2 millió tonna műanyag hulladék halmozódik fel. Vegyünk például egy mezőgazdasági fóliát: a mezőgazdasági fólia éves termelése Kínában legfeljebb egymillió tonna, az éves növekedési ráta pedig 10%, függetlenül attól, hogy milyen növényeket takarnak be, minden mulcsozott talajon maradék film található. A statisztikák szerint a mezőgazdasági film éves maradványmennyisége Kínában akár 350 000 tonna, a maradék filmsebesség pedig 42%. A talajművelési rétegben nagy mennyiségű maradék film marad 0–30 cm. Ez azt jelenti, hogy a mezőgazdasági fólia maradványainak csaknem fele a talajban, az élelmiszerbiztonság komoly rejtett veszélyt jelent.
"200-400 évbe telhet, amíg a műanyagok mikroorganizmusok révén teljes mértékben asszimilálódnak a talajba, és szervetlen mineralizáció céljából széndioxiddá és vízzé bomlanak le, ami felhalmozódást eredményez a környezetben." Yang Jun professzor elmondta az esti híreket yangcheng.
Segítsen hibázni
Yang csapata 2005-ben kezdte tanulmányozni a műanyagok biodegradációját. Elsősorban a polisztirol legsúlyosabb lebomlására és más műanyag lebomlásra összpontosít.
A tudósok korábban talaj gerincteleneket, például földigilisztákat, csirkéket, csigákat és meztelen csigákat használtak annak megállapítására, hogy ehetnek-e műanyagot. Amikor a 14C-vel jelölt műanyagokat PVC, PE és PP táplálással látták el, az eredmények azt mutatták, hogy ezeket nem lehet lebontani.
Yang Jun úgy véli, hogy a biológiailag lebomló műanyagok gondolatát ki kell terjeszteni, nemcsak a mikroorganizmusokra. A Lepidoptera rovarok és a termeszek figyelembe vehetők. A tengeri hajók és héjak korrodálhatják a polietilén és a tenger alatti kábeleket.
Egy 2014-es Yang Jun tanulmány megállapította, hogy a viaszférgek (indiai hulladék lárvák) képesek rágni és fogyasztani a polietilén PE fóliát, és a lárva beleket izolálták, hogy lebontják a PE fólia két törzsét, mégpedig az enterobaktérium YT1 és a bacillus YP1. A csapat ekkor megállapította, hogy az étkezési lárva inkább egy állati állat, mint a viaszféreg (általában 35 mm hosszú és 3 mm széles), és egyetlen ételként használhatja a polisztirolt. A sárga ehető beleknek négy életszakasza van: petesejt, lárva, báb és felnőtt.
Az étkezési férgek, más néven diétás férgek, a Coleoptera, Coleoptera, mealopteridae, fenyő (mealopteris) fajokba tartoznak. Észak-Amerikában őshonos, a Szovjetunió 1950-ben vezette be Kínába. Száraz terméke 30% zsírt tartalmaz, legfeljebb 50% -kal magasabb fehérjét tartalmaz, még mindig tartalmaz különféle elemeket, például foszfort, káliumot, vasat. A szárított sárga fenyő lárvák körülbelül 40% fehérjét, a bábok 57% fehérjét és a kifejlett férgek 60% fehérjét tartalmaztak.
Kínában a sárga ételférgek valóban hasonlóak a selyemhernyó hernyóihoz. Az emberek közvetlenül fogyaszthatják, megpiríthatják vagy takarmányként felhasználhatják őket. A sárga virágokkal etetett skorpiók, százlábúak, kagylók, kígyók, trópusi halak és aranyhalak nemcsak gyorsan növekednek és túlélőek, de erősen ellenállnak a betegségeknek, és nagymértékben javítják a termékenységet. A sárga sárgák tenyésztése nagyon egyszerű, a gazdálkodók használhatnak friss zabot, búzakorpát, almatermesztést.
Összetétele hibákat eszik műanyag
Yang professzor csapata adalékok vagy katalizátorok nélkül vásárolt polisztirol műanyagokat a sanspec yanshan-tól. Alfa 13C és béta 13C jelzésű polisztirol műanyag mintákat az Egyesült Államokból vásárolnak. A sárga ehető férgeket Daxing, Peking és Hebei tartomány Qinhuangdao rovartelepeiből vásárolják, és gabonaféléknek tenyésztik őket. Ez a rovar 3-4 éves (vagyis 3-4-szer elveszíti a bőrét).
A sárga ehető férgeket polipropilén műanyag tartályba helyezzük habtömbökkel. Kísérletező, aki rendszeresen méri az elfogyasztott sárga porködet, a kontroll csoport egy sárga por rovar, amely búzakorpára emelkedett, 500 sárga por rovar 5,8 g buborékot tartalmazó közös kísérlete az egyetlen kontrollált üvegházi élelmiszer külön-külön 25 ± 1 ° C, 80 +/- 2% páratartalom és a fény/sötét ciklusok mesterei). Az inkubáció során az elhalt sárga ehető férgeket azonnal eltávolítják.
Yang jun és mtsai kísérletében. a sárga ételek lárváit egyedüli műanyaggal táplálta táplálékként. A normál (korpa) és a gyomorzavaros lárvákkal összehasonlítva azt találták, hogy a kísérleti időszakban 16 napig jelentősen megnőtt a lárva száraz tömege, miközben nem olyanok, mint a normális tápláló lárvák (+ 33,6%), csak egy kis mennyiség 0,2% -kal nőtt, mivel a korpához, a műanyag habtartalomhoz és az alacsony tápértékhez képest), de nem is jelentősen (24,9%) a gyomor rendellenességének lárva száraz súlyaként, és hasonlítsa össze a műanyag és korpa lárvákkal való táplálásának túlélési arányát a két csoport között nincs nyilvánvaló különbség.
100 sárgaság naponta 34-39 milligramm polisztirolt fogyaszthat. A 16 napos kísérlet során a férgek által elfogyasztott hab műanyag 47,7% -át szén-dioxiddá alakították. A fennmaradó biológiailag lebontható részecskék (kb. 49,2%) nyúl ürülékké alakultak, és kiválasztódtak a testből. Az alfa 13C vagy béta 13C jelzésű polisztirol műanyagok felhasználásával végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy szén-dioxiddá és szén-13 jelzett lipidekké mineralizálódtak. A lárvák bélrendszerében a polisztirolhab 24 órán belül lebomlik.
A lárvák, amelyek egyedüli táplálékként polisztirol habot használnak, rákokká fejlődnek, éppúgy, mint egy normál étrenddel táplált egészséges férgek (búzakorpa), egy hónap múlva. A sárga ehető férgek lyukat ettek a habban. A bélférgeken való áthaladás után a műanyag hab kémiai szerkezete és összetétele megváltozik. GPC és c-13 NMR spektrumokat és tg ftir spektrumokat használtunk annak megerősítésére, hogy a lárvák bélrendszerében a hosszú láncú polisztirol molekulák megszakadtak, hogy rovar metabolitokat képezzenek és ürüljenek a széklettel.
Továbbá az YT2 polisztirolt lebontó baktériumokat (exiguobacterium sp.yt2) izoláltuk a lárvák béltraktusából, egyedüli szénforrásként polisztirolt használva. A törzset megőrzik az Általános Mikrobiológiai Központban és a Kínai Mikrobiális Fajok Védelmével és Kezelésével Foglalkozó Bizottság Nemzeti Génbankjában, és ez az első polisztirol lebontó baktérium, amelyet a Nemzetközi Központban tartottak fenn.
Minden műanyagot megehet hajtogatással
A kutatócsoport a polisztirol lebontásának mechanizmusát javasolta sárga porlárvák rágcsálók általi táplálásával. Először a hab műanyagot sárga porlárvák apróra rágták és felszívták a bélrendszerbe. A második lépésben a rágási művelet növeli a polisztirolhab és a mikroorganizmusok és extracelluláris enzimek közötti érintkezési területet. A bejött fragmentumokat tovább depolimerizálják kis molekuláris termékekké a bél mikroorganizmusai által kiválasztott extracelluláris enzimek hatására. A harmadik lépésben ezeket a kis molekuláris termékeket tovább lebontják és asszimilálják, hogy különféle enzimatikus baktériumok és a lárva saját enzimek hatására a lárva saját szöveteit képezzék. 4. lépés: A maradék habokat és néhány lebomlási köztiterméket összekeverünk néhány bél mikroorganizmussal, amelyek rovar ürülék formájában ürülnek ki a testből. A hab műanyagok tovább ronthatók a rovar ürülékében.