資訊來(lái)源：羊城(chéng)晚報(bào)　ht< ×∏tp://www.ycwb.com/ePape€"αλr/ycwb/html/2015-11/12/content★∞→_847715.htm?div=-1

　　“塑料在黃(huáng)粉蟲腸道(dào)快(kuài)速φ≤'∞生(shēng)物(wù)降解，揭示了(le)丢棄在環境中塑料廢物(‌♣​Ωwù)的(de)新命運。”北(běi)京航空(kōng)航天大(dà>λ)學楊軍教授說(shuō)。

　　塑料在環境中難以自(zì)然降解，而聚苯乙烯又(yòu)是(shì)其中之最 <∑γ，由于高(gāo)分(fēn)子(zǐ)量和(hé)高(gāo)穩定性，•≠普遍認為(wèi)微(wēi)生(shēng£∞)物(wù)無法降解聚苯乙烯類塑料。2015年(nián)北(běi)京航✘β空(kōng)航天大(dà)學楊軍教授研究組、深圳華大(d✔↑à)基因公司趙姣博士等在環境學科(kē)領域的(de)權威期刊《En→‍•αvironmental Science &±γ∞; Technology》上(shàng)合作(zuò)發表了(ε₹le)兩篇姊妹(mèi)研究論文(wén)，證明(míng)了(le)黃(huáng ‍ ✘)粉蟲（面包蟲）的(de)幼蟲可(kě)降δ♠₩解聚苯乙烯這(zhè)類最難降解的(de)塑料。

　　該突破性研究顯示，以聚苯乙烯泡沫塑料作(zuò)為(wèi)唯一(yī)食∞γ≤源，黃(huáng)粉蟲幼蟲可(kě)存活1個(gè‍∞)月(yuè)以上(shàng)，最後發育成成蟲，其所齧食的(d∑Ωe)聚苯乙烯被完全降解礦化(huà)為(wèi)CO2或同化(huà)為(wèi)蟲體(>¥∞tǐ)脂肪。這(zhè)種發現(xiàn)為(wèi)解決全球性的(de)塑料污染問(πσ™wèn)題提供了(le)思路(lù)。

　　盡管如(rú)此，面對(duì)日(r↔γ±‍ì)益嚴重的(de)白(bái)色塑料污染，楊軍教授還(hái)是(shì)呼籲，公衆在日(ε&φrì)常生(shēng)活中應少(shǎo)使用(yòng)一(yī)次性的(de)塑料飯盒、方便♦<£™袋。


　　困境　降解塑料成世界難題

　　石油化(huà)工(gōng)生(shēng)産的(de↕₽₩)塑料廢物(wù)污染是(shì)世界環境難題。大(dà' )部分(fēn)塑料一(yī)次性消費(fèi)✘σ使用(yòng)後即被丢棄。迄今為(wèi)止學術(shù)界認為(↕≥≥wèi)，塑料産品由于物(wù)理(lǐ)化(huà)學結​∞♠λ構穩定、在自(zì)然環境中可(kě)能(néng)數(shù)十至數(shù)百年(ni↑¶¥≤án)不(bù)會(huì)被分(fēn)解。

　　楊軍教授介紹，2013年(nián)全球消費(f♦εèi)2.99億噸塑料，其中聚苯乙烯類塑料占7%，每年(niá∑​÷n)消耗約2100萬噸，常見(jiàn)的(de)塑料飯盒、咖啡↔ 杯等可(kě)承受開(kāi)水(shuǐ)溫度的(de)材料即為(wèi)聚苯乙&≠烯。權威的(de)調查已經表明(míng)，聚苯乙烯這≈σ(zhè)種塑料在土(tǔ)壤、污泥、腐爛垃圾，或糞肥微(wēi)生(shēng)物(w∑λ←ù)群落裡(lǐ)，4個(gè)月(yuè)僅降解0.01%-3％的(de)範圍。

　　每年(nián)全世界有(yǒu)4000萬噸的(de)廢棄塑料在環境↑φγ中積累, 中國(guó)每年(nián)約有(yǒu)200萬噸廢棄塑φ∑σα料丢在環境裡(lǐ)。以農(nóng)田用(yòng)農♣​(nóng)膜為(wèi)例，我國(guó)農(nóng)膜年(nián)産量達百萬噸,&"✘γnbsp;且以每年(nián)10%的(de♣§☆>)速度遞增, 無論覆蓋何種作(₽↕±zuò)物(wù), 所有(yǒu)覆膜土(tǔ)壤都(dōu)有(yǒu)殘膜。據統計÷&Ωσ(jì), 我國(guó)農(nóng)膜年(nián)殘留量高♥≠✘(gāo)達35萬噸, 殘膜率達42%，大(dà)量殘膜遺留在ε♥農(nóng)田0-30厘米的(de)耕作(zuò)層。也(yě)就(jiù)是(shì)說(sh∞♠ uō), 有(yǒu)近(jìn)一(yī)半的(de)農(Ωσφ×nóng)膜殘留在土(tǔ)壤中, 食品安全方面是(shì↕↔®₽)一(yī)個(gè)極大(dà)隐患。

　　“塑料在土(tǔ)壤中完全被微(wēi)生(shēng)物≠Ω♣₽(wù)同化(huà), 降解成∏★​ CO2和(hé)水(shuǐ)實現(xiàn)無₹♣"÷機(jī)礦化(huà), 可(÷★'kě)能(néng)需要(yào)200-400年(nián)時(shí)間(jiān),&n¶₩€bsp;從(cóng)而造成在環境中的(de)積累。”楊軍教授告訴羊城(chén‌₹÷↔g)晚報(bào)記者。

　　奇思　腦(nǎo)洞大(dà)開(kā™∏§i)請(qǐng)蟲子(zǐ)幫忙

　　2005年(nián)起，楊軍團隊開(kāi)始研究塑料生&∏→↕(shēng)物(wù)降解。主攻最難降解的(de)聚苯乙烯等塑料降解。

　　科(kē)學家(jiā)此前使用(yòng↑ >♣)幾種土(tǔ)壤無脊椎動物(wù)實驗，如(rú)蚯蚓、千足蟲↓∞ 、蛞蝓、蝸牛等看(kàn)看(kàn)其能(néng)否吃(chī)掉塑料。在飼喂14β¶C标記的(de)塑料如(rú)聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）和(hé)聚丙烯（PP）✔β≈，結果顯示無法降解。

　　楊軍認為(wèi)，生(shēng)物(wù)降解塑料♠✔☆的(de)思路(lù)要(yào)開(kāi)拓，不(bù)能(néng♦")隻局限于微(wēi)生(shēng)物(wù), ≠β;可(kě)以考慮鱗翅目昆蟲、白(bái)蟻等,&n§©€≈bsp;海(hǎi)洋中的(de)蛀船(chuán)蟲₹☆和(hé)鑽孔蚌能(néng)侵蝕聚乙烯和(hé)海(hǎi)底電(diàn)纜，也(yě)可™  ™(kě)考慮從(cóng)這(zhè)些(xiē)生(shēng✘•αλ)物(wù)中分(fēn)離(lí)并克隆能(néng)産生(shē€™₽$ng)活性基團的(de)關鍵酶及其基因。

　　楊軍團隊的(de)2014年(nián)研究發現(xiàn)，蠟蟲（印¶$度谷螟幼蟲）能(néng)夠咀嚼和(hé)進食聚乙烯PE薄±↔≈膜，幼蟲腸道(dào)分(fēn)離(lí)出能(néng)夠降解PE薄 ↔膜的(de)兩種菌株，即腸杆菌屬YT1和(hé)芽孢杆菌YP1。随後研究團隊發現(xiàn)，黃&'π(huáng)粉蟲幼蟲是(shì)一(yī)種吃(chī)掉✔↔→™塑料更為(wèi)厲害的(de)動物(wù)，其尺寸比蠟±​蟲更大(dà)（通(tōng)常長(cháng)35毫米，寬度3毫 ©♣π米），其可(kě)以将泡沫塑料作(zuò)為(wèi)唯一(yī)食品。黃(huángδ÷σα)粉蟲有(yǒu)4個(gè)生(shēng)活階段：卵、幼蟲、蛹和(hé)成蟲。

　　黃(huáng)粉蟲又(yòu)叫面包蟲，在昆蟲分(fēn)類•↔♠<學上(shàng)隸屬于鞘翅目，拟步行(xíng)蟲科(kē)，粉甲蟲屬（拟步行(xíngα €>)蟲屬）。原産北(běi)美(měi)洲，50年(nián)代從☆←>(cóng)前蘇聯引進中國(guó)飼養'•，黃(huáng)粉蟲被譽為(wèi)“蛋白(bái€™‍Ω)質飼料庫”。其幹品含脂肪30%，含蛋白(bái →♥↔)質高(gāo)達50%以上(shàng)，此ε×÷外(wài)還(hái)含有(yǒu)磷、鉀、鐵(tiě)等←¥γ≥多(duō)種元素。幹燥的(de)黃(huáng)粉蟲幼蟲含蛋白(bái)質40%左右、蛹含∞ 57%、成蟲含60%。

　　在中國(guó)國(guó)內(nèi)，×≥↑←黃(huáng)粉蟲實際上(shàng)類似蠶，人(rφ∞én)類可(kě)以直接食用(yòng)，炒著(zhe)吃(chī)，也(yě↔")可(kě)以用(yòng)來(lái)做(zuò)飼料，黃(hu¥₹‍áng)粉蟲作(zuò)飼料喂養的(de)蠍子(zǐ§∑)、蜈蚣、蛤蚧、蛇、熱(rè)帶魚和(hé)金(jīn)魚，不(bù)僅生(sh÷φēng)長(cháng)快(kuài)、成活率高(gāo)，而且抗病÷'力強，繁殖力也(yě)大(dà)大(dà)提高(gāo)。養殖黃(huáng)粉蟲十‌γ≤¶分(fēn)容易，養殖戶可(kě)用(yòng)新鮮燕麥、小(xi≥•ǎo)麥糠、蘋果養殖。

　　驚喜　蟲子(zǐ)真的(de)吃(chī)掉了(le)塑料！

　　楊軍教授的(de)團隊從(cóng)中石化(huà)燕山(shān)分(fēn)公司購(gσ☆‍‌òu)買了(le)聚苯乙烯塑料原料，這(zhè)些(xiē)原料中沒有(yǒu)添加劑和(h↔​♥é)催化(huà)劑。而α-13C、β-13C标記的(de)聚苯乙烯塑料樣品則從(§δ ¶cóng)美(měi)國(guó)購(gòu)買。黃(huáng)粉蟲從(cóng)♥₹÷☆北(běi)京大(dà)興、河(hé)北(běi)秦皇島等昆蟲養殖場$☆÷(chǎng)購(gòu)買，用(yòng)谷物(wù)飼養，這(zhè)些(xiē)蟲子(zγ>∑ǐ)位于3-4蟲齡（即褪了(le)3-4次皮）。

　　這(zhè)些(xiē)黃(huáng)粉蟲被放(fàng)置在一(yī)≠∞∞ 個(gè)有(yǒu)泡沫塑料塊的(de)聚丙烯塑料容器(₽≠α∏qì)裡(lǐ)。實驗人(rén)員(yuán)定期測量被黃(huáng)粉蟲吃(ch₩ ✔ī)掉的(de)泡沫塑料塊重量，對(duì)照(zhào)組是(shì)常規麥麸飼養的↑ ±(de)黃(huáng)粉蟲，實驗中500個(gè)黃(huáng)粉蟲以5.8克的≥♣£(de)泡沫為(wèi)唯一(yī)食物(wù)，在控制(zhì)$≤☆條件(jiàn)的(de)溫室中單獨飼養（25±≠εδ1°C，80±2%濕度，和(hé)16:8光(guāng)/暗(àn)周期）∑↔。在孵化(huà)過程中，死亡的(de)黃(huáng)粉蟲立即去±λ(qù)除。

　　楊軍等人(rén)在實驗中，以泡沫塑料為(wèi)單一(yī)食源喂"↔÷養黃(huáng)粉蟲幼蟲。對(duì)比正常飼養(喂食麸皮) 和(hé)停食的(de)♠‌ 幼蟲，結果發現(xiàn)，在16天實驗期內(nèi)<∏，幼蟲幹重盡管并未如(rú)正常飼養的(de)幼蟲顯著增加 (+33.6%)，$©♣ε僅小(xiǎo)量增加了(le)0.2%（這(zhè)是(shì)✘↑≠由于相(xiàng)比麸皮，泡沫塑料的(de)水(shuφ♣λǐ)含量和(hé)營養價值較低(dī)），但(dàn)也(yě∞γ)未像停食的(de)幼蟲幹重明(míng)顯降低(dī)&nbs₹♠Ω∞p;(-24.9%)，并且對(duì)比喂食塑料和(hé)§​麸皮兩組的(de)幼蟲存活率，并無明(míng)顯差異。

　　100隻黃(huáng)粉蟲每天可(kě)以吃(chī)掉34-39毫克→δπ的(de)泡沫塑料。在16天的(de)試驗期，≠&¥ 蟲子(zǐ)攝入泡沫塑料中47.7%轉化(huà)為(wèi)CO2。而殘留（約  ₽49.2%）被轉化(huà)為(wèi)類似兔糞便的(de)生(shēng)物(wù)≈Ω★∏降解顆粒被排洩出體(tǐ)外(wài)。試驗用(yòng<≠)α-13C或β-13C标記的(de)聚苯乙烯塑料證實其被礦化₽÷(huà)為(wèi)碳13标記二氧化(huà)碳和(↑®hé)脂類。幼蟲腸道(dào)內(nèi)聚苯乙烯泡沫停留時(shí)間(jiān)不(bù♠©¶↓)超過24小(xiǎo)時(shí)就(jiù)降解。

　　用(yòng)聚苯乙烯泡沫塑料作(zuò)為(wèi)唯一(yī)食物(wù)的(de₩ ™)幼蟲，與那(nà)些(xiē)喂以正常食物(wù)（麥麸）的(de)蟲子(zǐ)過了(le)1↔™≈ 個(gè)月(yuè)後，健康情況一(yī)樣，最後發育成甲殼成蟲。黃(huá→<$ng)粉蟲在泡沫上(shàng)吃(chī)出了(le)一(yī)$εγ'個(gè)一(yī)個(gè)洞。通(tōng)過蟲子(zǐ)的(de)<>腸道(dào)後，攝入的(de)泡沫塑料的(de)化(hu≈≠à)學結構和(hé)組成發生(shēng)變化(huà)。通(tōng)過采用(yφ×"<òng)凝膠滲透色譜（GPC）、碳13的(de)核磁共振光(guāng)譜，熱(rè)重傅裡★≥→∑(lǐ)葉變換紅(hóng)外(wài)光(guāng)<∞ ≈譜，證實了(le)幼蟲腸道(dào)中聚苯乙烯長(cháng)鏈分(fēn)子(zǐ)斷裂÷₹φ形成蟲子(zǐ)代謝(xiè)産物(wù)随著(zhe)糞便排出。

　　實驗還(hái)進一(yī)步在幼蟲腸道(dào)中成功分(fēn)離(lí&$ ©)出可(kě)以利用(yòng)聚苯乙烯為(wèi)唯一(yī)碳源進行(xí•↓πng)生(shēng)長(cháng)的(de)聚苯乙烯降解細菌♣∞♦±——微(wēi)小(xiǎo)杆菌YT2（Exiguobacteriu맶πm sp. YT2）。該菌株已保存在中國(guó)微(÷πwēi)生(shēng)物(wù)菌種保藏管理(lǐ)委員(yuán)會(huì)普通(®&€tōng)微(wēi)生(shēng)物(wù)中心和(hé)國(guó)家(jiā)基因庫，是(λ‌&∑shì)國(guó)際上(shàng)報(bào)道(dào)的(de)第一(yī)✔ ₩→株保存在菌種中心的(de)聚苯乙烯降解細菌。

　　潛力　黃(huáng)粉蟲能(néng)吃(chī)所有(yǒu)塑料

　　研究團隊給出了(le)黃(huáng)粉幼蟲齧食降解聚苯乙烯機(jī)理(lǐ)♠φ：第一(yī)步，泡沫塑料首先被黃(huáng)粉幼蟲嚼噬成細小(xiǎo)碎片并攝入腸道(dà∑"δ≤o)中；第二步，嚼噬作(zuò)用(yòng)增加了(le)聚苯乙烯泡沫與微(wēi)生(shēn β‍g)物(wù)和(hé)胞外(wài)酶的(de)接觸面積，所攝食的(de)碎片在腸道(d"↓≠±ào)微(wēi)生(shēng)物(wù)所分(fēn)泌的(de)胞外(wài)酶作( ♥zuò)用(yòng)下(xià)，進一(yī)步解聚成小(xiǎo)分(fēn)子(zǐ)♦☆☆δ産物(wù)；第三步，這(zhè)些(xiē)小(×γ≥xiǎo)分(fēn)子(zǐ)産物(wù)在多(duō)種酶菌和(hé)黃(huáng)¶"ε粉幼蟲自(zì)身(shēn)酶的(de)作(zuò)用(yòng)下(xià)，進一(yī)‍€步降解并同化(huà)形成幼蟲自(zì)身(shēn)組織；第四步殘留的(<≥de)泡沫碎片與部分(fēn)降解中間(¥♥jiān)産物(wù)，混合部分(fēn)腸道(dào)微(wēi)生(shēn✘®g)物(wù)，以蟲糞的(de)形态排洩出體(tǐ)內(nèi)，在蟲糞中泡沫塑' ∑™料可(kě)能(néng)還(hái)會(huì)進一(yī)步繼續降解。

　　“黃(huáng)粉蟲可(kě)以消化(huà)最難降解的(de)聚苯乙烯塑料，<λ♦δ其他(tā)相(xiàng)對(duì)容易降解的(de)塑料，理(lǐ)論上(shàng)黃(h★∏uáng)粉蟲同樣可(kě)以消化(huà)。”楊軍教授告訴羊城(chéng)晚報↔✘☆(bào)記者，他(tā)介紹，目前國(guó)內(nèi)已有β×★(yǒu)廠(chǎng)商在考慮用(yòng)人(rén)工(gōng)培育 β​黃(huáng)粉蟲或蠟蟲來(lái)降解塑料廢棄物(wù)。

　　不(bù)過他(tā)仍呼籲，應對(duì)日(rì)益嚴重ε©的(de)白(bái)色污染，少(shǎo)用(yòng)或者禁用(yòng)一(yī)次π£性的(de)塑料産品，多(duō)使用(yòng)可(kě)以重複利用∞≤>(yòng)的(de)産品，才是(shì)對(duì)未來(lái)和(hé)子(zǐ&×)孫後代負責的(de)态度。（記者 楊輝）