聚氨基甲酸酯（PU）是一种新兴的有机高分子材料，也是现代塑料工业中发展最快的品种之一，广泛用于工业、医疗、建筑和汽车等领域，被誉为“第五大塑料”。我们日常生活中常见的泡沫塑料、海绵和汽车垫子等，都是PU制成。全球聚氨基甲酸酯（PU）年产量估计约为800万吨（Mt），并且逐年增加。这些不可降解的聚氨基甲酸酯垃圾导致了土壤和水体的污染，并最终进入海洋生态系统。而传统的填埋和焚烧法占用大量土地资源，影响土质结构及大气环境，极易造成二次生态污染。科学家们想尽各种办法研究对聚氨酯材料的化学降解，目前聚氨酯材料的化学降解主要包括水解、热降解、光降解等，但这类降解成本高且易产生二次污染。为了解决“白色污染”问题，使人类社会和自然环境可持续发展，使用生物方法降解塑料成为当今的研究热点。

中国科学院昆明植物研究所许建初团队近日宣布，在塑料生物降解领域取得重大突破——发现了塔宾曲霉菌对聚氨基甲酸酯的生物降解作用。这项研究成果以《塔宾曲霉菌（Aspergillustubingensis）对聚氨基甲酸酯的生物降解》为题，发表在国际主流环境污染（Environmental Pollution）杂志上。

　　在此之前，2016年，日本京都科技大学（Kyoto Institute of Technology）小田耕平（KoheiOda）课题组就曾报道发现了一种相当有潜质的处理塑料的微生物，将其命名为Ideonellasakaiensis，该成果发表在《科学》杂志上。无论是之前小田耕平的研究，还是此次许建初团队的研究，基本策略大致相似：从塑料垃圾密集的地方着手，发现那些以此为食的“小家伙”。从位于巴基斯坦伊斯兰堡垃圾堆集地区采集到干净的土壤样品后，将其放入灭菌盆中，与高纯度聚氨酯（PU）薄膜混合在一起，进而发现了能够降解PU的塔宾曲霉菌。

　　许建初解释说，塔宾曲霉菌可以在聚氨酯表面生长，并通过生长过程中产生的酶和塑料发生生物反应，破坏塑料分子间或聚合物间的化学键；同时，这一真菌还利用了其菌丝的物理强度，帮助“掰开”塑料聚合物。在塔宾曲霉菌作用下，原本在自然环境中难以降解的塑料，两周就可以明显看到生物降解过程，两个月后其培养基上的塑料聚合物基本消失。

　　与之前小田耕平团队的研究相比，二者都是关于微生物生物降解有机塑料聚合物的研究，并且降解效率类似。但同时也存在以下三点不同：首先塔宾曲霉菌是真菌，而Ideonellasakaiensis是细菌；其次所降解的塑料材料不同，许建初团队研究降解的是聚氨酯（PU），而小田耕平团队是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；第三，Ideonellasakaiensis是首次发现的新种，由研究团队自己命名，而塔宾曲霉菌并不是首次发现及命名，却是首次发现其有降解塑料的能力。

　　许建初强调说：“在真正成为“治污利器”之前，还需要解决以下四个主要问题：真菌的大批量生产、塑料垃圾的分类和前处理、真菌培养条件的建立以及对其中关键酶和机制的了解。真菌降解的塑料有其特异性，另外对塑料的成分结构可能也有特定的要求。此外，真菌降解塑料的能力受环境因子如温度、酸碱度等的影响；并且在自然环境中，该过程可能受到其他微生物的抑制。”

来源：科学网