生物降解法对塑料废物可持续管理的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.05.014

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (5): 88-94.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.05.014

生物降解法对塑料废物可持续管理的研究进展

杨晴¹, 蔡加锋², 顾卫华¹, 彭圣娟¹(), 赵静¹, 白建峰¹

^1.上海第二工业大学资源与环境工程学院，上海 201209
^2.德清县环境应急与事故调查中心，湖州 313200

收稿日期:2024-07-04 出版日期:2025-05-26 发布日期:2025-05-22
通讯作者: 彭圣娟（1990—），女，讲师，从事塑料生物降解研究，sjpeng@sspu.edu.cn
E-mail:sjpeng@sspu.edu.cn
基金资助:
如获得有关政府部门或社会团体设立的研究基金或课题资助,请列出基金项目名称及编号

Research progress in sustainable management of plastic waste by biodegradation

YANG Qing¹, CAI Jiafeng², GU Weihua¹, PENG Shengjuan¹(), ZHAO Jing¹, BAI Jianfeng¹

^1.College of Resources and Environmental Engineering，Shanghai Polytechnic University，Shanghai 201209，China
^2.Deqing County Environmental Emergency and Accident Investigation Center，Huzhou 313200，China

Received:2024-07-04 Online:2025-05-26 Published:2025-05-22
Contact: PENG Shengjuan E-mail:sjpeng@sspu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

现代工业的发展使得塑料制品的使用量急剧增加，废旧塑料因其高疏水性和化学惰性而难以被自然降解，在“碳达峰、碳中和”背景下，塑料废物可持续管理刻不容缓。生物降解是以环境友好的方式处理塑料废物的最佳方法之一，近年来，广泛的研究工作都集中在具有塑料降解能力的微生物和酶的鉴定上。本文综述了6种常见的塑料以及它们近期的生物降解研究进展，总结了塑料降解的表征方法并探讨了其降解机理。

关键词: 塑料, 微生物降解, 塑料降解酶, 表征方法, 降解机理

Abstract:

The development of modern industry has caused a sharp increase in the use of plastic products. Waste plastics are difficult to degrade naturally due to their high hydrophobicity and chemical inertness. Under the background of carbon peak and carbon neutrality， sustainable management of plastic waste is urgent. Biodegradation is one of the best environmentally friendly methods for treating plastic wastes. Extensive researches have focused on identifying microorganisms and enzymes with plastic degradation capabilities in recent years. In this paper， six common plastics and their recent research progress in biodegradation were reviewed. The characterization methods of plastic degradation were summarized and their degradation mechanisms were discussed.

Key words: plastics, microbial degradation, plastic degrading enzyme, characterization method, mechanism of degradation

中图分类号:

TQ320.1

杨晴, 蔡加锋, 顾卫华, 彭圣娟, 赵静, 白建峰. 生物降解法对塑料废物可持续管理的研究进展[J]. 中国塑料, 2025, 39(5): 88-94.

YANG Qing, CAI Jiafeng, GU Weihua, PENG Shengjuan, ZHAO Jing, BAI Jianfeng. Research progress in sustainable management of plastic waste by biodegradation[J]. China Plastics, 2025, 39(5): 88-94.

图/表 4

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微生物	降解塑料	参考文献
Bacillus cereus	PE	［24］
Pseudomonas tuomurensis	PE	［24］
Acinetobacter baumannii RdH2	PE	［25］
Lysinibacillus sp. JJY0216	PE， PP	［26］
Alcaligenes faecalis ISJ128	PE	［27］
Cladosporium halotolerans	PE	［28］
Bacillus cereus CH6	PS	［29］
Pseudomonas aeruginosa WGH⁃6	PP	［30］
Serratia marcescens	PP	［31］
Enterobacter spp.	PP	［31］
Aspergillus spp.	PP	［31］
Penicillium granulatum	PP	［31］
Fusarium oxysporum	PP	［31］
Klebsiella sp. EMBL⁃1	PVC	［32］
Alteromonas BP⁃4.3	PVC	［33］
Bacillus velezensis GUIA	PUR	［34］
Fusarium sp.	PUR	［35］
Bacillus sp. AIIW2	PET	［36］
Rhizobacter gummiphilus	PET	［37］

微生物	降解塑料	参考文献
Bacillus cereus	PE	［24］
Pseudomonas tuomurensis	PE	［24］
Acinetobacter baumannii RdH2	PE	［25］
Lysinibacillus sp. JJY0216	PE， PP	［26］
Alcaligenes faecalis ISJ128	PE	［27］
Cladosporium halotolerans	PE	［28］
Bacillus cereus CH6	PS	［29］
Pseudomonas aeruginosa WGH⁃6	PP	［30］
Serratia marcescens	PP	［31］
Enterobacter spp.	PP	［31］
Aspergillus spp.	PP	［31］
Penicillium granulatum	PP	［31］
Fusarium oxysporum	PP	［31］
Klebsiella sp. EMBL⁃1	PVC	［32］
Alteromonas BP⁃4.3	PVC	［33］
Bacillus velezensis GUIA	PUR	［34］
Fusarium sp.	PUR	［35］
Bacillus sp. AIIW2	PET	［36］
Rhizobacter gummiphilus	PET	［37］

特性	表征方法	对生物降解的典型观察结果	参考文献
表面形态学	SEM	表面粗糙度增加，在塑料表面形成凹坑和裂纹	［62］
干重	质量损失	塑料失重量增加	［63］
结晶度	DSC、XRD	聚合物结晶度总体下降	［39］
疏水性	测角仪测量水接触角	接触角的减少，聚合物亲水性增加	［39］
力学性能	聚合物结构拉伸测试	降低了塑料的伸长率和拉伸强度	［63］
官能团	FTIR	O—H、C—O和C=O基团增加	［62］
分子量	GPC	塑料分子量降低	［64］
CO₂ 生成量	在干燥器中捕获CO₂，用NaOH溶液进行滴定	CO₂的增加表明了生物降解过程的矿化阶段	［65］
较小的化合物/单体	GC⁃MS	存在有机化合物（如羧酸和烷烃）	［66］

特性	表征方法	对生物降解的典型观察结果	参考文献
表面形态学	SEM	表面粗糙度增加，在塑料表面形成凹坑和裂纹	［62］
干重	质量损失	塑料失重量增加	［63］
结晶度	DSC、XRD	聚合物结晶度总体下降	［39］
疏水性	测角仪测量水接触角	接触角的减少，聚合物亲水性增加	［39］
力学性能	聚合物结构拉伸测试	降低了塑料的伸长率和拉伸强度	［63］
官能团	FTIR	O—H、C—O和C=O基团增加	［62］
分子量	GPC	塑料分子量降低	［64］
CO₂ 生成量	在干燥器中捕获CO₂，用NaOH溶液进行滴定	CO₂的增加表明了生物降解过程的矿化阶段	［65］
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生物降解法对塑料废物可持续管理的研究进展

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