【摘 要】
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塑料产品逐渐占据了人类社会的各个领域。聚乙烯(polyethylene,PE)被广泛用于农业膜和日常生活中的塑料袋、食品包装袋等,其中很多的使用寿命很短,但它们可能在环境中存在数百年。废弃塑料不断进入环境并在其中广泛积累,这成为了21世纪初最困难且最紧迫的环境与社会问题之一。为了积极应对废弃塑料对环境造成的污染问题,本研究以低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)
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塑料产品逐渐占据了人类社会的各个领域。聚乙烯(polyethylene,PE)被广泛用于农业膜和日常生活中的塑料袋、食品包装袋等,其中很多的使用寿命很短,但它们可能在环境中存在数百年。废弃塑料不断进入环境并在其中广泛积累,这成为了21世纪初最困难且最紧迫的环境与社会问题之一。为了积极应对废弃塑料对环境造成的污染问题,本研究以低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)塑料为主要研究对象,从塑料自身携带的菌(在阳光老化和空气湿度等多重条件下,存在细菌附着空气中的微塑料,或由日常运输等直接接触截留细菌)中分离筛选塑料降解菌,采用扫描电子显微镜观察塑料表面微观特征的改变和菌株定殖情况,通过16S r DNA序列分析对菌种鉴定命名,通过傅里叶变换红外光谱仪表征塑料出现新的官能团,并且在测定菌株的相关代谢酶活性和土壤理化性质等直接和间接指标后,进一步验证所筛选菌株潜在的塑料降解能力及其不同环境条件对LDPE降解作用的影响,以期为塑料的微生物降解研究提供理论依据,为塑料污染环境的治理提供研究思路。本研究的主要结果如下:(1)共分离出3株能在以塑料为唯一碳源条件下生存的革兰氏阳性细菌。三株细菌分别属于短杆菌属(Brevibacillus),赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)和芽孢杆菌属(Bacillus)。(2)三株菌都属于兼性厌氧微生物,且菌株代谢机理上有一定的差异,Lysinibacillus boronitolerans S、Bacillus subtilis Z具有纤毛,菌落比较大与塑料表面通过粘液分泌物关联,菌株Brevibacillus halotolerans C通过丝状物或嵌入塑料内。(3)三株菌降解LDPE的代谢路径有一定的差异,B.halotolerans C主要产生酪蛋白酶和漆酶;L.boronitolerans S以脲酶、酪蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和脂肪酶等多种酶类;B.subtilis Z主要以淀粉酶、脲酶为主。且B.halotolerans C能够产生较多的吲哚乙酸具有促生作用。(4)通过傅里叶变换红外光谱仪分析,发现在菌株B.halotolerans C的作用下塑料表面有新的官能团产生。(5)土壤中添加B.halotolerans C菌剂,对土壤具有一定的调理作用,增加了有机质的含量,土壤团聚体粒径增加,对土壤p H和电导率会有一定程度的影响,尤其是对上层土壤的影响更大。综上所述,菌株Brevibacillus halotolerans C具有较稳定的塑料降解能力。本研究结果不仅为进一步研究所筛选出来的三株菌的塑料降解机制提供了理论依据,还为今后应用型研究积累了一定的研究基础。
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