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为解决塑料污染问题，研究人员从拉脱维亚 Getli?i EKO 垃圾填埋场分离、鉴定和表征具塑料降解潜力的细菌，并评估微生物菌群对未处理和预处理塑料的降解活性。结果发现特定细菌具降解潜力，该研究为塑料降解微生物资源利用提供新思路。
塑料，这种源于化石烃的合成材料，在现代社会中无处不在。从日常的包装用品到各类工业产品，塑料的身影随处可见。据统计，2023 年全球化石基塑料产量高达 3.742 亿吨。然而，塑料的大量使用也带来了严峻的环境问题。由于其降解速度极为缓慢，大量塑料在环境中堆积，无论是土壤还是水体，都深受其害。尽管有填埋、回收和焚烧等处理方式，但仍有相当一部分塑料得不到妥善处理，成为环境的负担。面对这一困境，科学家们一直在寻找有效的解决办法，微生物降解塑料的研究应运而生。
在众多研究中，拉脱维亚的研究人员开展的一项关于塑料降解的研究格外引人注目。拉脱维亚的 Getli?i EKO 垃圾填埋场，自 1973 年起就开始接纳垃圾，每天处理 700 - 1000 公吨的废弃物，每年约 21.5 万公吨。这里的微生物长期与各种塑料接触，或许隐藏着降解塑料的 “高手”。研究人员以此为突破口，希望从该垃圾填埋场中分离、鉴定并表征具有塑料降解潜力的细菌，同时评估微生物菌群对未处理和预处理的低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚对苯二甲酸乙二酯（PET）颗粒的降解活性。这项研究成果发表在《Environmental Research》上，为塑料降解研究领域提供了重要的参考。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先，通过采集垃圾填埋场的塑料球样本和渗滤液样本，为后续研究提供了丰富的微生物来源。接着，利用 16S rRNA 基因的 Sanger 测序技术对分离出的细菌进行鉴定，从而确定细菌的种类。此外，还采用了微生物呼吸测试和荧光素二乙酸酯水解测试等方法，来评估微生物的代谢活性。
研究结果令人眼前一亮。在微生物鉴定方面，研究人员从 25 个分离物中鉴定出 19 个属于芽孢杆菌属（Bacillus）。然而，对渗滤液进行宏基因组序列分析时却发现，其中占主导地位的是假单胞菌属（Pseudomonas）。这表明，培养基的选择压力在可培养塑料降解菌的筛选中起着关键作用。
在酶活性测试中，地衣芽孢杆菌（B. licheniformis）和高地芽孢杆菌（B. altitudinis）的培养物展现出最高的非特异性酯酶活性。这意味着这两种细菌在塑料降解过程中，可能发挥着重要的作用。
塑料降解实验是本次研究的核心部分。经过 6 周的分批实验，新开发的微生物菌群使未处理的 LDPE、PET 和 HDPE 的重量分别减少了 19.44%、5.99% 和 2.58%。而且，经过热预处理的 PET 和酸预处理的 HDPE 的重量损失比未处理的形式更大。这充分说明，适当的预处理能够提高塑料的降解效率。扫描电子显微镜观察到，颗粒表面附着有单细胞和微菌落，这直观地展示了微生物与塑料之间的相互作用。微生物呼吸和荧光素二乙酸酯水解测试表明，塑料颗粒对浮游细胞的代谢活性具有刺激作用，为塑料降解提供了有利条件。
生态毒性测试也不容忽视。实验发现，含有未处理的 LDPE 和 PET 的培养物对丰年虫（Thamnocephalus platyurus）具有最高的生态毒性，分别使丰年虫的摄食活性降低了对照的 60.39% 和 71.25%。这警示我们，在利用微生物降解塑料的过程中，需要关注其对生态系统可能产生的影响。
综合本次研究的结论，Getli?i EKO 垃圾填埋场无疑是具有生物降解化石基聚合物潜力细菌的理想采样源。这一发现为后续研究提供了新的方向，未来可以进一步优化分离和评估塑料降解菌的方法，深入挖掘微生物资源在塑料降解方面的潜力。同时，研究结果也为解决塑料污染问题提供了新的思路和理论依据，有助于推动塑料降解技术的发展，为实现环境的可持续发展贡献力量。在未来的研究中，还需要进一步探究不同微生物之间的协同作用，以及如何更好地利用预处理技术提高塑料降解效率，同时降低对生态系统的潜在影响。相信随着研究的不断深入，微生物降解塑料这一领域将取得更多的突破，为人类解决塑料污染难题带来新的希望。
