塑料降解新视角：Alphitobius diaperinus对合成塑料绝缘废物的生物降解潜力研究

为解决全球塑料污染问题，研究人员以家禽养殖场害虫Alphitobius diaperinus为研究对象，探究其对四种绝缘塑料材料（PST1-PST4）的降解能力。通过生存率、质量变化及能量储备分析，发现该昆虫可部分降解聚苯乙烯（PST4），但单一塑料饮食导致生存率下降和能量储备耗竭。研究为塑料废物生物处理提供了新思路，同时为家禽设施材料选择（如优先使用耐啃食的PST3）提供了实践指导。

　　

全球塑料污染已成为严峻的环境挑战，每年超过4亿吨的塑料产量中仅9%被回收，其余通过填埋或直接进入环境形成持久性微塑料（<5 mm）和纳米塑料（<1 μm），威胁生态系统和人类健康。在此背景下，生物降解技术成为研究热点，而昆虫因其独特的消化能力备受关注。此前研究多集中在黄粉虫（Tenebrio molitor）和超级麦虫（Zophobas atratus）对聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）的降解，但对家禽养殖场中大量存在的害虫Alphitobius diaperinus（小粉虫）的研究甚少。这种昆虫因长期啃食家禽设施的聚苯乙烯绝缘面板而闻名，但其降解潜力及机制尚不明确。

为填补这一空白，法国雷恩第一大学的研究团队在《Environmental Technology》发表论文，系统评估了A. diaperinus幼虫和成虫对四种绝缘塑料（聚异氰脲酸酯PST1、聚氨酯PST2、高密度聚异氰脲酸酯PST3和挤塑聚苯乙烯PST4）的摄食偏好、生存影响及降解效率。研究通过长期喂养实验（最长100天），结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）和热裂解气相色谱/质谱（Py-GC/MS）分析，揭示了该昆虫的塑料降解能力与局限性。

关键技术方法

1. 生存与摄食实验：设置7种饮食条件（4种塑料、1种混合饮食及2种对照），监测幼虫100天生存率及成虫40天塑料消耗量。
2. 能量储备分析：测定三酰甘油（TAG）和葡萄糖含量，评估营养同化效率。
3. 化学表征：通过FTIR和Py-GC/MS对比完整塑料与虫粪的化学结构差异。

研究结果

3.1 塑料喂养幼虫的存活率
幼虫在纯塑料饮食下100天内全部死亡，与饥饿组无差异，而混合饮食（PST4+谷物）存活率达34%。聚苯乙烯（PST4）最受青睐，但无法提供生存所需营养。

3.2 塑料消耗及对体重的影响
幼虫30天内消耗PST4达1.9±0.77 mg/只，成虫40天消耗5.5±1.7 mg/只。纯塑料饮食导致幼虫体重下降38-50%，成虫下降3.8-8.2%，与饥饿组相当。

3.3 能量储备变化
塑料饮食组TAG和葡萄糖水平与饥饿组无差异，而混合饮食组TAG储备增加14.2倍（幼虫）和2.2倍（成虫），证实塑料碳源未被有效同化。

3.4 虫粪中塑料降解表征
FTIR显示虫粪中C-O键（1117 cm^-1
）和酰胺键（1631 cm^-1
）新增，Py-GC/MS检测到苯乙烯二聚体（t_R
=13.48 min）信号减弱，表明肠道微生物介导了PS的部分氧化降解。

结论与意义
研究首次证实A. diaperinus成虫具备聚苯乙烯降解能力，且单位体重消耗率（0.005 mg/day/mg）高于黄粉虫（0.001 mg/day/mg）。然而，纯塑料饮食导致的生存危机和能量赤字表明，该昆虫无法独立作为塑料废物处理方案。实践意义在于：1）推荐家禽设施使用耐啃食的PST3材料以减少结构损伤；2）混合饮食可能提升降解效率，为后续微生物组工程提供方向。该研究为理解昆虫-微生物协同降解机制提供了新模型，同时警示单纯依赖生物降解的技术局限性。