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新细菌用污泥废水制造可降解塑料

德克萨斯农工大学(Texas A&M University)的研究人员找到一种细菌,利用下水道污泥和废水生产可降解塑料,不仅大幅降低生物塑料的生产成本,而且有效利用污泥废料。

新细菌用污泥废水制造可降解塑料美国全年产生700万吨废水污泥,足够填满2,500个奥林匹克竞赛使用的标准游泳池。部分污泥用于农业肥料,很大一部分还得当作垃圾填埋。这份近期发表在美国化学学会(ACS)的《欧米伽》(OMEGA)杂志上的研究,将有效利用这些废物。研究人员看好一种从水生木本植物红树林(mangrove)上提取的一种细菌,可以吃掉污泥和废水,产生可降解生物聚合物——聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate),是良好的塑料替代品。红树林主要生长在热带和亚热带的海岸,是一种能生长在盐水中的树种。生物塑料成本较高,研究人员称这种细菌可以降低生物塑料的生产成本,让生物塑料更有竞争力。新细菌用污泥废水制造可降解塑料“培养微菌的介质材料成本大约占到生物塑料成本的25%~45%左右,如果我们能找到更便宜、稳定的材料来源,生产成本就会显着降低。”主要研究者城市和环境工程学教授褚康惠(Kung-Hui Chu,译音)说,“我们找到的方法利用城市污水处理产生的污泥,而且,使用的这种微菌无需经过严格的杀菌过程,这又进一步降低了成本。”现在,很多种微菌都可以生产聚羟基丁酸酯。产生这种降解塑料是这些微菌在缺乏营养的环境中一种应激反应。常用的培养物是生物柴油的副产品——粗甘油。粗甘油富含碳,但是没有氮,是适合生产生物塑料的介质。但是,粗甘油含脂肪酸、盐分和甲醇这些杂质,影响到微菌的繁殖。废水污泥也是类似粗甘油的物质,但是以前没有人研究过利用污泥培养微菌的效果。“很多种微菌可以产生聚羟基丁酸酯,但是只有少数几种可以在高盐分的环境生存,我们研究了这少数的几种是否能在粗甘油和废水的环境内繁殖。”褚康惠说。这份研究找到了反硝化杆菌ZD1,发现它们在具有盐分和脂肪酸的环境下,仍然有效地产生聚羟基丁酸酯。褚康惠说,利用ZD1耐受高盐分环境的优势,省去了其它菌种所需的高成本的消毒过程。“ZD1天然喜欢含盐的环境,这意味着如果我们需要,只需调整化学组成比例增加一些盐分,这样的环境就能杀死很多其它菌种。所以我们找到的方法不仅可以低成本、可持续的生产降解塑料,还能把废料有效地再利用。”

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