利用细菌分离株对袋装水用聚乙烯塑料废物进行生物降解

《Antonie van Leeuwenhoek》：Biodegradation of sachet water polyethylene plastic waste using bacteria isolates

本研究针对尼日利亚滥用sachet水包装塑料污染问题，通过环境样本富集分离出两种降解菌（Pseudomonas aeruginosa PMB45和Rossellomorea aquimaris HBSD28），结合FT-IR、GC-MS和重量损失法验证其降解聚乙烯能力达22.5%，为后续优化及降解机制研究提供基础。

　　

摘要

尼日利亚最常用的饮用水包装材料于20世纪90年代初开始使用，尽管人们担心其对环境的有害影响，但这种材料仍被随意倾倒在各种环境中。本研究旨在通过多种方法分离并鉴定潜在的微生物降解菌及其降解能力。研究人员使用标准采样协议收集了多种环境样本（土壤、沉积物和海水）。通过无菌磨具机械处理袋装水（SW）塑料，生成微塑料，并用其富集样本中的潜在降解菌。进一步筛选这些菌株对原油的降解能力。具有烃类降解能力的菌株被用于聚乙烯片材（3×3厘米）的生物降解实验，检测方法包括重量损失测定、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和气相色谱（GC–MS）。共进行了38次实验，并设置了一个对照组。培养后，选取了10个浑浊度较高的实验组及其对照组进行FT-IR分析。FT-IR分析后，最佳实验组（n=1）及其对照组接受了GC–MS分析。通过分子鉴定确认，选定的菌株分别为铜绿假单胞菌（PMB₄₅）和Rossellomorea aquimaris（HBSD₂₈）。PMB₄₅的alkB基因质粒检测结果呈阳性，而HBSD₂₈的检测结果为阴性。实验结果显示，SW片材的生物降解率为22.5%。FT-IR分析表明，阳性菌株对应的片材含有酮基、羰基、羧基和氨基等官能团，这与GC–MS报告中的碳原子减少现象一致，说明这些菌株能够降解塑料。研究结果表明，R. aquimaris（HBSD₂₈）和P. aeruginosa（PMB₄₅）具有降解SW塑料废物的潜力。未来应优先开展优化菌株、阐明聚乙烯生物降解途径及相关酶的研究。