微生物降解塑料的方法（微生物手段降解塑料--塑料主要成分）

塑料是一种以聚合物为主要成分的材料， 可分为天然塑料和合成塑料两类。天然塑料是由天然的或微生物分泌的大分子物质组成的一类塑料，如多羟基丁酸 (PHB)。这类塑料多具有可生物降解的特性，因而是一类环境友好型材料，但这类天然塑料在现实应用中仅占很小的一部分。

合成塑料是由单体原料通过加聚或缩聚而成的高分子材料，其种类繁多、广泛应用于生产生活，包括聚苯乙烯 (Polystyrene, PS) 、聚乙烯 (Polyethylene, PE)、聚丙烯 (Polypropylene, PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (Polyethylene terephthalate, PET)、聚氨酯 (Polyurethane, PUR)、聚氯乙烯 (Polyvinyl chloride, PVC) 等石油基塑料 (图 1)。

随着塑料产业的发展及塑料制品的广泛使用和消耗，越来越多的废旧石油基塑料制品进入到了环境中。合成塑料作为一种非天然的石油基塑料，由于其分子量过大且疏水而难以通过生物膜，因此很难被微生物所利用；同时，塑料单体间往往通过 C-C 键等非常强的共价键结合，因此要破坏这种高分子聚合链非常困难。因此这些高分子聚合物进入环境后很难被微生物降解，带来了严重的环境污染，“白色污染”已经成为一 个全球性问题。常规处理塑料废弃物的物理和化 学的方法有具有成本高、副产品多和产生二次污染的局限性。

生物处理技术是通过生物代谢过程将废物转化成二氧化碳、水和生物质等最终产物进入地球化学循环中。生物处理技术一般都具有高效降解和成本经济的特点，因此被认为是处理固体有机废物最具持续性的处理方式。微生物作为自然界天然的分解者，生存环境丰富多样，它们具有非常高的进化能力和非常强的适应能力，天然存在的化合物几乎都可以被微生物完全利用和降解，而人工合成的化合物也会随着时间推移被微生物逐渐作为底物利用。

通过微生物手段降解塑料不会造成污染，且不需要消耗大量的能量，是一种安全生态的降解方法。另一方面微生物具有可遗传改造性，微生物基因组较小，且有大量的适用于微生物的分子操作手段和工具可以被利用，这一方面有利于对代谢机制的研究，也有利于通过遗传改造提高微生物降解效率或改造代谢路径，达到实际生产应用需求。