Progrès dans l’étude des caractéristiques de la dégradation environnementale et des mécanismes enzymatiques des microplastiques biodégradables

ZHANG Jie ,  

TU Chen ,  

DU Wen-chao ,  

YANG Bao-yun ,  

YANG Jie ,  

WANG Dan ,  

MA Shi-qi ,  

LIU Ying ,  

LUO Yong-ming ,  

摘要

Les plastiques biodégradables dans l'environnement naturel sont souvent limités par des facteurs tels que la température, l'humidité, la lumière, les communautés microbiennes et la structure du polymère, ce qui rend leur dégradation complète difficile, pouvant entraîner la formation et l'accumulation de microplastiques biodégradables, provoquant des risques écologiques. Cet article passe en revue le processus de dégradation environnementale des microplastiques biodégradables, les mécanismes de transformation enzymatique et les systèmes de dégradation synergique. Tout d'abord, les principales étapes de dégradation des microplastiques biodégradables, de la biodégradation superficielle, la dépolymérisation, la libération d'oligomères et de monomères jusqu'à la minéralisation finale sont décrites, ainsi que l'application de techniques telles que la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, la microscopie électronique à balayage, la chromatographie par perméation en gel et la chromatographie couplée à la spectrométrie de masse pour caractériser le processus de dégradation, identifier les produits et analyser les voies de dégradation. Ensuite, l'accent est mis sur l'analyse des caractéristiques de reconnaissance des substrats par les enzymes dégradantes, la relation synergique entre la rupture des liaisons chimiques et le métabolisme microbien, expliquant le rôle conjoint des enzymes, des micro-organismes et des réseaux métaboliques dans la dégradation. Une discussion approfondie est également menée sur l'influence du degré de cristallinité des plastiques, de la masse moléculaire, des additifs, des propriétés de surface, ainsi que des facteurs environnementaux et de la succession des communautés microbiennes sur l'efficacité de la dégradation et les voies des produits. Enfin, l'article souligne la nécessité de renforcer la surveillance in situ dans des conditions environnementales réelles, l'identification des produits traces, l'analyse multi-technique et l'évaluation des risques écologiques afin de construire un système de caractérisation et d'évaluation intégré et plus précis du processus de dégradation. Cet article peut servir de référence pour les études sur la destinée environnementale des microplastiques biodégradables, le contrôle des risques écologiques et le développement de technologies de dégradation efficaces et contrôlables.

关键词

plastiques biodégradables; microplastiques; dégradation microbienne; enzymes de dégradation; mécanismes de dégradation

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