环境中的微塑料污染及降解

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.11.013

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (11): 117-126.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.11.013

环境中的微塑料污染及降解

孙文潇¹^,², 杨帆¹^,², 侯梦宗¹^,², 贺丹丹¹^,², 吴慧¹^,², 刘强¹^,², 张宏¹^,²()

^1.西北民族大学化工学院，环境友好复合材料国家民委重点实验室，甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室，兰州 730300
^2.甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心，兰州 730300

收稿日期:2023-05-09 出版日期:2023-11-26 发布日期:2023-11-22
通讯作者: 张宏（1971—），男，教授，从事功能高分子材料研究，gszhangh@126.com
E-mail:gszhangh@126.com

Microplastic pollution and degradation in environment

SUN Wenxiao¹^,², YANG Fan¹^,², HOU Mengzong¹^,², HE Dandan¹^,², WU Hui¹^,², LIU Qiang¹^,², ZHANG Hong¹^,²()

^1.Key Laboratory for Uility of Environment?Friendly Composite Materials and Biomass in University of Gansu Province，Key Laboratory of Environment?Friendly Composite Materials of the State Ethnic Affairs Commission，College of Chemical Engineering，Northwest Minzu University，Lanzhou 730030，China
^2.Gansu Provincial Biomass Function Composites Engineering Research Center，Lanzhou 730030，China

Received:2023-05-09 Online:2023-11-26 Published:2023-11-22
Contact: ZHANG Hong E-mail:gszhangh@126.com

摘要/Abstract

摘要：

由于塑料制品的过度使用并且难以进行回收，导致大部分塑料进入自然环境中。在生物和非生物因素共同作用下其理化性质发生变化，对大气、水体、土壤造成严重的微塑料（MPs）污染，甚至对人体产生了一定程度的负面影响。随着环保意识的提高，寻求一种高效绿色的塑料降解方式显得尤为重要。生物降解因绿色环保、无二次污染等优点引起了人们的广泛关注。本文首先概括了大气、水体、土壤中的MPs污染的来源及危害，其次进一步总结了塑料的生物降解与非生物降解与不同类型塑料的酶降解机制，最后，对MPs的生物降解未来的研究方向进行了展望。

关键词: 微塑料, 生物降解, 微生物, 聚乙烯, 聚对苯二甲酸乙二醇酯, 聚苯乙烯

Abstract:

The excessive use of plastic products and the recycling difficulty have led to most plastics entering the environment. The combination of biotic and abiotic factors changes their physical and chemical properties， causing serious microplastic pollution of the atmosphere， water bodies and soil. It even generates a certain degree of negative impact on humans. With an increase in the awareness of environmental protection， it is essential to find an efficient and eco⁃friendly method for plastic degradation. A lot of attention has been attracted by biodegradation because of its advantages of being green and free of secondary pollution. This paper summarized the sources and hazards of microplastics pollution in the atmosphere， water， and soil. The biodegradation and non⁃biodegradation of plastics and the enzymatic degradation mechanism of different types of plastics were further discussed. Finally， the future research direction of microplastics biodegradation was prospected.

Key words: microplastics, biodegradation, microorganism, polyethylene, poly（ethylene glycol terephthalate）, polystyrene

中图分类号:

TQ320

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图/表 9

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西班牙农田	碎片、纤维、薄膜	聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）	重金属污染	［45］
青藏高原地区菜田	薄膜、纤维、碎片、泡沫、颗粒	PE、PP、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA）	抗生素吸附	［46］
山东地区土壤	碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫	PE、PP、PS、聚氨基甲酸酯（PU）、乙烯⁃丙烯共聚物（EPC）、丙烯腈⁃丁二烯⁃苯乙烯共聚物（ABS）	土壤生物损伤	［47⁃48］
瑞士湖泊	泡沫、纤维、碎片、薄膜、线状	PE、PP 、PS	危害海洋动植物	［49］
德国自来水厂饮用水	颗粒	PVC 、PE 、PA	影响水生植物呼吸作用	［50］
黄河	纤维	PE、PP、PS	有害塑化剂释放	［51］
泰山大气	碎片、纤维、薄膜	PE、PP、PS、PET、PA	病害生物的载体	［52］
北京大气系统	纤维	PET、人造丝（RY）	吸附多种污染物	［53］
韩国大气	碎片、纤维	PP、PET	人体吸入	［54］

存在环境	MPs形式	塑料类型	MPs污染现况	参考文献
天津近岸海域	纤维、碎片、棒状、薄膜	聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、酚醛塑料（PF）、纤维素塑料（CE）、聚乙烯（PE）	珊瑚礁生态系统造成破坏	［29］
中国西南地区土壤	纤维、碎片	PE	农作物减产	［44］
西班牙农田	碎片、纤维、薄膜	聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）	重金属污染	［45］
青藏高原地区菜田	薄膜、纤维、碎片、泡沫、颗粒	PE、PP、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA）	抗生素吸附	［46］
山东地区土壤	碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫	PE、PP、PS、聚氨基甲酸酯（PU）、乙烯⁃丙烯共聚物（EPC）、丙烯腈⁃丁二烯⁃苯乙烯共聚物（ABS）	土壤生物损伤	［47⁃48］
瑞士湖泊	泡沫、纤维、碎片、薄膜、线状	PE、PP 、PS	危害海洋动植物	［49］
德国自来水厂饮用水	颗粒	PVC 、PE 、PA	影响水生植物呼吸作用	［50］
黄河	纤维	PE、PP、PS	有害塑化剂释放	［51］
泰山大气	碎片、纤维、薄膜	PE、PP、PS、PET、PA	病害生物的载体	［52］
北京大气系统	纤维	PET、人造丝（RY）	吸附多种污染物	［53］
韩国大气	碎片、纤维	PP、PET	人体吸入	［54］

名称	相关降解酶	参考文献
聚氨酯（PUR）	角质酶、脂肪酶、蛋白酶、酯酶、脲酶	［78］
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）	水解酶、角质酶、脂肪酶、丝氨酸酯酶、羧酸酯酶	［81］
聚苯乙烯（PS）	苯乙烯单加氧酶	［85］
聚乙烯醇（PVA）	PVA氧化酶	［86］
聚氯乙烯（PVC）	木质素过氧化物酶	［87］
聚氯乙烯（PVC）	漆酶、锰过氧化物酶、豆过氧化物酶	［88］~［89］

名称	相关降解酶	参考文献
聚氨酯（PUR）	角质酶、脂肪酶、蛋白酶、酯酶、脲酶	［78］
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）	水解酶、角质酶、脂肪酶、丝氨酸酯酶、羧酸酯酶	［81］
聚苯乙烯（PS）	苯乙烯单加氧酶	［85］
聚乙烯醇（PVA）	PVA氧化酶	［86］
聚氯乙烯（PVC）	木质素过氧化物酶	［87］
聚氯乙烯（PVC）	漆酶、锰过氧化物酶、豆过氧化物酶	［88］~［89］

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环境中的微塑料污染及降解

Microplastic pollution and degradation in environment

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图/表 9

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