Прогресс в исследованиях характеристик экологического разложения и ферментных механизмов биоразлагаемых микропластиков

ZHANG Jie ,  

TU Chen ,  

DU Wen-chao ,  

YANG Bao-yun ,  

YANG Jie ,  

WANG Dan ,  

MA Shi-qi ,  

LIU Ying ,  

LUO Yong-ming ,  

摘要

Биоразлагаемые пластики в природных условиях часто ограничены такими факторами, как температура, влажность, освещение, микробные сообщества и структура полимера, что затрудняет их полное разложение, вследствие чего могут образовываться и накапливаться биоразлагаемые микропластики, вызывая экологические риски. В статье представлен обзор экологического процесса разложения биоразлагаемых микропластиков, механизмов ферментативного превращения и синергетических систем разложения. Во-первых, систематизированы основные стадии разложения биоразлагаемых микропластиков — от поверхностного биодеградации, деполимеризации, высвобождения олигомеров и мономеров до конечной минерализации, а также обобщено применение таких технологий, как инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье, сканирующая электронная микроскопия, гель-проникающая хроматография и сочетание хроматографии с масс-спектрометрией для характеристики процесса разложения, идентификации продуктов и анализа путей распада. Во-вторых, подробно проанализированы особенности распознавания структуры субстрата деградирующими ферментами, взаимодействие между разрывом химических связей и микробным метаболизмом, раскрыты механизмы совместного участия ферментов, микроорганизмов и метаболических сетей в разложении. Далее обсуждены влияние кристалличности пластика, молекулярной массы, добавок, поверхностных свойств, а также факторов окружающей среды и смены микробных сообществ на эффективность разложения и пути образования продуктов. В заключение отмечена необходимость усиления ин-ситу мониторинга в реальных условиях, идентификации следовых продуктов, мультикомплексного анализа и оценки экологических рисков для создания более точной системы характеристики и комплексной оценки разложения. Данная работа может служить справочным материалом для исследований экологической судьбы биоразлагаемых микропластиков, контроля экологических рисков и разработки эффективных и управляемых технологий разложения.

关键词

биоразлагаемые пластики; микропластики; микробное разложение; деградационные ферменты; механизмы разложения

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website