以色列本·古里安大學(xué)的研究人員正在研究細菌的生物降解作用——一種更簡單、更環(huán)保的方法來分解和回收PET(聚對苯 二甲酸乙二酯)。PET是食品飲料包裝和紡織產(chǎn)品中最常見的一種塑料。
據(jù)介紹,早在去年11月,本·古里安大學(xué)旗下的BGN T技術(shù)公司與葡萄牙Ecoibéria公司簽署了一項研究合作協(xié)議,以研究和 證明PET細菌生物降解的有效性。
項目的研究結(jié)果可能會簡化目前繁瑣的塑料回收過程,即從回收箱中收集塑料瓶,然后按類型和顏色進行分離,然后研磨成 小塊,熔化成原材料和纖維薄片。
20年的研究
本?古里安大學(xué)生物技術(shù)工程系的Ariel Kushmaro教授說:“我們的研究涉及各種塑料聚合物的分解。
該項目的首席研究員是Alex Sivan教授,他在20年前開始從事這一領(lǐng)域的工作,當時世界上對塑料生物分解的研究還處于 起步階段。
Kushmaro教授表示:“我們從微生物對能源和碳源的需求出發(fā),認識到生物降解是源于微生物對能源和碳源的需求。”。
為此,它們會分解有機物——碳鏈,比如糖甚至蛋白質(zhì)。我們認為,因為塑料、聚乙烯和PET也是由碳鏈組成的,所以我們 應(yīng)該準備一種‘富集培養(yǎng)物’——多年來被塑料或PET污染的土壤含有的原始細菌群。”
明顯的障礙是聚乙烯由于其高度穩(wěn)定的碳-碳鍵而被認為是不可生物降解的物質(zhì)。因此,它的細菌分解必須在實驗室中人工 促進。
“除了細菌,我們還添加了我們希望它們分解的物質(zhì),讓它們工作幾個星期。經(jīng)過幾次嘗試,我們發(fā)現(xiàn)了一種微生物,它 在生長過程中利用聚乙烯作為碳和能源。庫什馬羅解釋說:“這些細菌可以處理這些聚合物。
庫什馬羅說:“我們知道,為了讓細菌生物降解塑料聚合物中的碳鍵,必須在無碳環(huán)境中生長,這樣細菌就別無選擇,只能 消耗塑料中唯一可用的碳才能生存。”。
“當然,僅僅為細菌提供碳鏈是不夠的。我們必須給他們各種添加劑,比如氮和磷的來源,使他們更容易進行分解。”
Kushmaro、Sivan和他們的研究小組最終發(fā)現(xiàn)了幾種能夠在土壤樣本中成功降解聚乙烯微塑料的細菌。
庫什馬羅透露:“我們發(fā)現(xiàn),在30天內(nèi),僅僅通過細菌的分解活動,土壤的重量就減少了10%到20%,細菌在呼吸過程中 釋放出二氧化碳。”。
Ecoibéria是一家專門回收PET瓶的公司。該公司認識到Kushmaro和Sivan研究的潛力,并接觸了BGN技術(shù)。這項合作將包 括在以色列進行實驗室測試,研究細菌如何分解PET,以及中間副產(chǎn)品是否可以分離并用作塑料工業(yè)的原料。
如果是這樣,將有新一輪的投資試點。如果這項試驗最終成功,那么這項技術(shù)至少需要兩到三年的額外研究才能應(yīng)用于工業(yè) 環(huán)境。
更高效,品質(zhì)更高
“今天,如果你想有效地回收,就必須把水瓶和奶瓶、洗發(fā)水容器等分開。”以色列海法大學(xué)(the University of Haifa) 研究微塑料的Noam van der Hal博士說,“將所有類型的塑料相互分離的需要使這個過程如此復(fù)雜。”。
“事實上,要把塑料制品回收到原來的質(zhì)量水平和性能水平是非常困難的?,F(xiàn)在,我們不是把瓶子回收成瓶子,而是把它 回收成游樂場的地板、長凳或建筑材料。因此,它不是完全意義上的循環(huán)利用。”
Kushmaro認為,生物分解得到的產(chǎn)品是原始原料。“我們與Ecoibéria一起來推進這個項目研究,將PET片將分解成原材 料,這樣產(chǎn)品就可以原材料的形式銷售。這一想法是微生物或酶將分解分子聚合物鏈,以便從混合物中提取干凈的原材料, 并像傳統(tǒng)工業(yè)做法那樣復(fù)制PET。” Kushmaro說。
那么,這種新工藝在經(jīng)濟上可行嗎?Kushmaro認為,生物降解比熱回收或化學(xué)回收便宜得多,使其在原材料市場上具有競 爭優(yōu)勢。 “他們正在尋找能夠改善回收利用的整體解決方案。這也與歐洲市場的環(huán)境趨勢有關(guān),歐洲市場鼓勵投資于減少環(huán)境污染的 “綠色”項目。我們的研究是這一受歡迎趨勢的一部分。” Kushmaro說。