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为解决海洋塑料污染问题，研究人员从埃及亚历山大港阿布吉尔湾分离细菌，开展 LDPE 生物降解研究。通过 SEM、FTIR 等技术，发现 Gordonia alkanivorans PSW1 和 PBM1 可降解 LDPE，为塑料污染治理提供新方向。
塑料在现代生活中无处不在，然而其过度使用导致环境中塑料堆积，海洋污染尤为严重。低密度聚乙烯（LDPE）作为常见塑料类型，其在海洋中的降解研究却十分匮乏。传统塑料处理方法如填埋、焚烧、回收等，不仅无法有效解决污染问题，还会带来二次环境危害，因此寻找可持续的生物降解方法至关重要。在此背景下，来自埃及米斯尔科技大学（College of Biotechnology, Misr University for Science and Technology）等机构的研究人员，开展了针对海洋细菌降解 LDPE 的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》。
研究人员从埃及亚历山大港东部地中海沿岸的阿布吉尔湾（Abu-Qir Bay）塑料污染区域，采集了沉积物、海水和塑料片上的生物膜等样本，分离出 17 株能以 LDPE 为唯一碳源生长的细菌。通过 16S rRNA 测序鉴定，其中两株细菌 IS9 和 IS15 分别与 Gordonia alkanivorans 具有 100% 和 99.87% 的序列同一性，命名为 PSW1 和 PBM1。
研究中采用的主要关键技术方法包括：利用矿物盐培养基（MSM）对样本进行富集培养，通过平板计数筛选出高效降解菌株；运用扫描电子显微镜（SEM）观察 LDPE 表面形态变化，傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析功能基团改变，气相色谱 - 质谱联用（GC/MS）检测代谢产物，X 射线衍射（XRD）测定结晶度变化，以及通过干重损失计算降解率等。
细菌生长特性
通过监测光密度（OD600nm）、总活菌数（CFU/ml）和生物量干重，发现 PSW1 和 PBM1 均能在以 LDPE 为唯一碳源的培养基中生长。PSW1 的生长速率和活菌数显著高于 PBM1，但两者在第 10 天后的生长趋势趋于稳定，推测与细菌在 LDPE 表面形成生物膜有关。对照组的活菌数在第 15 天降至检测不到，表明 LDPE 的降解对细菌存活至关重要。
LDPE 降解效果
干重损失分析显示，经过 30 天培养，PSW1 和 PBM1 处理的 LDPE 分别损失 0.88±0.658% 和 0.66±0.508%。SEM 观察发现，对照组 LDPE 表面光滑均匀，而处理组出现明显的裂缝、凹坑和生物膜形成，证实了生物降解的发生。FTIR 分析表明，处理后的 LDPE 功能基团发生显著变化，羰基指数降低，说明聚合物结构被破坏。GC/MS 检测到处理组释放出短链烷烃、酮、醇等代谢产物，进一步证明 LDPE 被微生物利用。XRD 结果显示，处理后 LDPE 的结晶度略有增加，可能是由于细菌优先降解无定形区域所致。
研究结论与意义
本研究首次报道了 Gordonia alkanivorans 对 LDPE 的降解能力，证实其可在无需预处理的情况下利用 LDPE 作为唯一碳源。研究结果通过多种分析技术从形态、化学和代谢水平验证了生物降解过程，为海洋塑料污染的生物治理提供了新的候选菌株和理论依据。尽管目前降解效率有限，但 Gordonia alkanivorans 在自然环境中的广泛分布及其降解烃类化合物的特性，使其在环境修复中具有潜在应用价值。未来研究可进一步探索微生物群落的协同作用、环境因素对降解效率的影响，以及中间产物的生态毒性，为开发高效可持续的塑料污染解决方案奠定基础。
