Avanços no estudo das características de degradação ambiental e mecanismos enzimáticos dos microplásticos biodegradáveis

ZHANG Jie ,  

TU Chen ,  

DU Wen-chao ,  

YANG Bao-yun ,  

YANG Jie ,  

WANG Dan ,  

MA Shi-qi ,  

LIU Ying ,  

LUO Yong-ming ,  

摘要

Os plásticos biodegradáveis no ambiente natural são frequentemente limitados por fatores como temperatura, umidade, luz, comunidades microbianas e estrutura do polímero, dificultando sua degradação completa e podendo levar à formação e acumulação de microplásticos biodegradáveis, gerando riscos ecológicos. Este artigo revisa o processo de degradação ambiental dos microplásticos biodegradáveis, o mecanismo de transformação enzimática e os sistemas de degradação sinérgicos. Primeiramente, são detalhadas as principais etapas da degradação dos microplásticos biodegradáveis, desde a biodegradação superficial, despolimerização, liberação de oligômeros e monômeros até a mineralização final, além de resumir as aplicações de técnicas como espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura, cromatografia de permeação em gel e cromatografia acoplada à espectrometria de massas na caracterização do processo de degradação, identificação de produtos e análise de rotas. Em seguida, foca-se na análise das características de reconhecimento da estrutura do substrato pelas enzimas degradativas, bem como na relação sinérgica entre ruptura de ligações químicas e metabolismo microbiano, esclarecendo os mecanismos de participação conjunta de enzimas, microrganismos e redes metabólicas na degradação. Discute-se ainda o impacto do grau de cristalinidade do plástico, peso molecular, aditivos, propriedades superficiais, além de fatores ambientais e sucessão das comunidades microbianas na eficiência da degradação e nas rotas dos produtos. Por fim, destaca-se a necessidade de fortalecer o monitoramento in situ sob condições ambientais reais, a identificação de produtos em traços, a análise multitécnica e a avaliação de riscos ecológicos para construir um sistema de caracterização e avaliação integrado e mais preciso do processo de degradação. Este artigo pode servir como referência para pesquisas sobre o destino ambiental dos microplásticos biodegradáveis, controle de riscos ecológicos e desenvolvimento de tecnologias de degradação eficientes e controláveis.

关键词

plásticos biodegradáveis; microplásticos; degradação microbiana; enzimas degradativas; mecanismos de degradação

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