Avances en el estudio de las características de degradación ambiental y los mecanismos enzimáticos de los microplásticos biodegradables

ZHANG Jie ,  

TU Chen ,  

DU Wen-chao ,  

YANG Bao-yun ,  

YANG Jie ,  

WANG Dan ,  

MA Shi-qi ,  

LIU Ying ,  

LUO Yong-ming ,  

摘要

Los plásticos biodegradables en el ambiente natural suelen estar limitados por factores como la temperatura, la humedad, la luz, las comunidades microbianas y la estructura del polímero, lo que dificulta su degradación completa y puede provocar la formación y acumulación de microplásticos biodegradables, generando riesgos ecológicos. Este artículo revisa el proceso de degradación ambiental de los microplásticos biodegradables, el mecanismo de transformación enzimática y los sistemas de degradación sinérgicos. Primero, se describen las principales etapas de degradación de los microplásticos biodegradables desde la biodegradación superficial, la despolimerización, la liberación de oligómeros y monómeros hasta la mineralización final, y se resumen las aplicaciones de técnicas como la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, microscopía electrónica de barrido, cromatografía de permeación en gel y cromatografía acoplada a espectrometría de masas en la caracterización del proceso de degradación, identificación de productos y análisis de rutas. En segundo lugar, se analiza en profundidad las características del reconocimiento estructural del sustrato por las enzimas degradativas, así como la relación sinérgica entre la ruptura de enlaces químicos y el metabolismo microbiano, aclarando los mecanismos por los cuales las enzimas, microorganismos y redes metabólicas participan conjuntamente en la degradación. Además, se discute la influencia del grado de cristalinidad del plástico, el peso molecular, los aditivos, las propiedades superficiales, así como factores ambientales y la sucesión de comunidades microbianas en la eficiencia de degradación y las rutas de los productos. Finalmente, se señala la necesidad de fortalecer el monitoreo in situ bajo condiciones ambientales reales, la identificación de productos en trazas, el análisis multitécnico y la evaluación del riesgo ecológico para construir un sistema de caracterización y evaluación integral y más preciso del proceso de degradación. Este artículo puede servir de referencia para estudios sobre la destinación ambiental de microplásticos biodegradables, el control del riesgo ecológico y el desarrollo de tecnologías de degradación eficientes y controlables.

关键词

plásticos biodegradables; microplásticos; degradación microbiana; enzimas degradativas; mecanismos de degradación

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