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科學家發現能「吃掉」PP 膠的真菌 有助解決塑膠污染問題

常用於製造飲料樽蓋和食品包裝的聚丙烯 (Polypropylene)佔塑膠垃圾近三成,但回收率僅有1%,是全球塑料污染的主要禍端之一。澳洲悉尼大學的研究人員最近發現兩種常見的真菌,可以迅速「吃掉」PP 膠,有望紓解塑膠垃圾的污染問題。

圖: AndrewFox/GettyImages

自上世紀50年代開始,人類生產了至少80億公噸的塑膠,每年估計有1,100萬公噸流入海洋,累積起來的海洋塑膠垃圾體積,快將超越魚類。PP膠堅硬 ,一般需要幾百年才能夠自然降解,因此是公認棘手的塑膠廢物。

悉尼大學化學及生物分子工程學院的博士生沙瑪特(Amira Farzana Samat)找出土麴黴(Aspergillus terreus)和白色側齒霉菌(Engyodontium album),可以將經由UV光線或熱處理的PP膠分解,在30日內降解21%,90日降解25%至27%,140天後完全降解。沙瑪特表示:「PP膠常用於即棄包裝,壽命很短,所以很少人將它循環再用,期望新的降解技術成為回應PP膠污染問題的踏腳石。」

實驗前的PP膠(左圖),加入真菌90日後降解27%(右圖)。(圖片:Samat et al./NPJ Materials Degradation, 2023)

沙瑪特的導師瓦巴斯教授說:「這是有文獻記載以來最快的降解速度。以往很少人研究在不同條件下的塑膠降解過程,我們的相關知識相當有限。這次研究帶出一個問題:究竟在天然環境下,哪些條件可促進塑膠降解?真菌和其他微生物在生物降解過程中的角色,有待我們進一步探究。」不過瓦巴斯教授不諱言,降解技術只能為塑膠污染問題提供一半的解決方案,關鍵是大家行為上作出轉變,從源頭減廢。

悉尼大學的瓦巴斯教授(左)和沙瑪特(右)在實驗室工作。(圖片:悉尼大學)

研究人員用紫外線或加熱方式把回收的PP膠軟化,讓真菌「容易消化」。

參與研究的生命及環境科學院菇菌專家卡特教授指出:「真菌有降解塑膠的能力,是因為它能夠產生多種酶,與微生物一起,像剪刀一般拆解塑膠分子的聚合鏈,然後將分解物吸收。在降解過程中真菌會釋出營養素滋養泥土,令植物生長得更健康。這些真菌通常寄生在木頭,但它們的目標是可改變的,所以我們有時候看到在地毯、傢具、浴簾,甚至車頭燈長出真菌。」

科學家將會進一步研究降解過程中牽涉的生化反應,以及探討怎樣提升降解效率,然後籌募資金,將技術推出,市場作商業用途。

研究團隊亦試驗用該兩種真菌分解海洋塑膠垃圾,初步發現降解速度比一般塑料還要快。

逾百種真菌能降解塑膠

2011年發表的一項研究指出,有超過100種真菌類有降解塑膠的能力,當中有個別真菌可以在缺氧條件下降解塑料。去年有科學家在德國墓地的堆肥中發現一種聚合水解酶PHL7,能夠在16小時將PET膠降解九成。

世上已知的菌品種多達200萬至300萬,當中有多少能夠幫忙緩減塑料污染,仍需要大量研究工作。能「吃掉」塑膠的菌類可分為三大類:

-擬盤多毛孢(Pestalotiopsis microspora):科學家最先在亞馬遜熱帶雨林發現這種菌,它能夠在幾星期內分解發泡膠和包裝常用的聚乙烯。
-秀珍菇(Pleurotus Ostreatus)和白參菌(Schizophyllum Commune):這兩種可食用的菇菌可在幾星期至幾個月之內分解聚胺酯。
-費氏曲霉(Aspergillus fischeri):日本京都大學研究人員於2018年發現費氏曲霉可在兩星期內將聚胺酯降解。

有新近的研究發現,一些菌能夠降解被視為公害的「永遠化學品」多氟烷基物質(PFAS),但其速度比較緩慢。也有一些數據指出,海洋中累積的塑膠比我們想像的少,因為海中的藻類已代勞,將部分微塑膠降解。

雕塑家Elizabeth Demaray 做出裝置藝術品 plastomach(plastic + stomach),展示白桿菌如何吃掉和消化塑膠。她說必須確保降解過程沒有其他霉菌與降解膠的菌「爭吃」。

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