《表1 不同生境中的PE塑料降解微生物》

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《聚乙烯塑料的微生物降解》

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土壤中的微生物非常丰富，通常1 g土壤中有106-109个微生物，其种类和数量随成土环境及其土层深度的不同而变化[15]，所以选用这种资源丰富的生境作为PE降解菌的筛选来源之一（表1）。1978年，Albertsson[16]用放射性14C标记合成的PE薄膜作为底物，考察了土壤微生物对PE的降解能力，在2年内，通过闪烁计数器测量释放14CO2的净值约占测试样品中放射性总量的0.5%，明显高于老化样品非生物产生的14CO2，这证明土壤微生物对PE进行了催化转化。1990年，Albertsson等[34]又利用土壤中的真菌测试了微生物降解PE的能力，同位素示踪和红外光谱测定数据都表明PE在土壤真菌的作用下产生了有效的降解。1999年，Kawai等[35]利用光降解后的PE和商业PE蜡分别作为唯一碳源和能源培养土壤微生物，通过活细胞计数、样品重量和GPC分析分子量的变化，证实了土壤微生物菌群的生物降解作用。2004年，Gilan等[17]用PE薄膜作为唯一碳源，从土壤样本中富集分离了一株细菌Rhodococcus ruber，在液体培养中，该菌在PE表面上形成生物膜[18]，并在孵育30 d之内产生了8%的重量损失。2013年，Tribedi等[19]从土壤中富集分离得到一株Pseudomonas属细菌，在不需要事先氧化预处理PE的情况下，45 d内PE的重量损失可达到4%-6%，降解后PE材料的疏水性经测量也有一定降低。2016年，Kowalczyk等[36]从土壤中分离出新的菌株，并通过分析16S r RNA基因序列进行了菌种鉴定，还以PE薄膜为底物进行降解实验，用ATR-FTIR和SEM分析了PE薄膜样品，结果表明PE薄膜的表面物理化学结构产生了明显变化，还检测到了约9%的重量损失。2017年，Peixoto等[20]从当地的土壤中发现的塑料碎片中分离了9种新型的PE降解细菌，在以PE为唯一碳源培养90 d后，这些来自Comamonas、Delftia和Stenotrophomonas属的细菌显示出代谢活性和细胞活力；此外，ATR-FTIR检测表明，生物降解后的PE经历了氧化，并新生成了羰基等极性基团。AFM和SEM证实了表面粗糙度的显著变化和PE表面的巨大破坏。