克星|设计酶蛋白，打造“隐形杀手”之绿色“克星”
纸质吸管取代塑料吸管 ， 环保餐具取代普通塑料餐具 ， 可降解塑料袋取代一次性塑料袋……今年1月起 ， 新版限塑令将正式生效 ， 许多一次性塑料制品的生产、销售和使用被按下了停止键 。
尽管我国对塑料制品的限制使用和回收再利用日益重视 ， 但仍有大量塑料被直接释放到环境中 。“这些暴露的塑料制品在物理作用、光降解等过程影响下形成微塑料 ， 最终进入生态圈和食物链 ， 为整个生态系统带来潜在影响 。”1月27日 ， 中科院微生物所研究员吴边在接受《中国科学报》采访时说 。
在此背景下 ， 吴边团队与国内外合作者基于计算机蛋白质设计 ， 实现了高浓度聚对苯二甲酸乙二酯（PET）微塑料在温和条件下的完全降解 ， 为废水中微塑料的预处理提供新的处理思路 。相关成果近日以封面论文形式发表于美国化学会旗下的《催化》期刊 。
从“白色污染”到“隐形杀手”
自上世纪初诞生以来 ， 塑料工业已成为科技“双刃剑”效应的典型产业之一 。它在给人类生活、生产带来方便的同时 ， 也导致大量的废旧塑料垃圾不断产生 。
“由于其固有的硬度、强度、耐用性及稳定性需求 ， 废弃塑料制品无法自动降解 ， 对环境造成严重危害 。”论文共同第一作者、微生物所助理研究员崔颖璐对《中国科学报》说 。目前 ， 塑料垃圾的处理方式通常是填埋和焚烧 ， 这种“生产—废弃—处理”的单向过程既不符合循环经济的理念 ， 也无法从源头解决“白色污染”问题 。
相比于能够回收的塑料 ， 肉眼看不见的微塑料的威胁更为严重 ， 情况更为紧迫 。
在2004年发表于《科学》杂志的文章中 ， 英国普利茅斯大学的理查德·汤普森（Richard C. Thompson）等首次提出“微塑料”的概念 。大量不可降解的微小塑料碎片（直径约20微米）在环境中逐步转移到土壤和海洋 ， 最终进入生态圈和食物链 ， 被包括人类在内的生物摄入 ， 威胁人类健康和动植物的生存 。
近十余年来 ， 国内外大量研究先后发现 ， 微塑料可被农作物、（鱼类、蚯蚓、鸡、蜜蜂等海洋和陆地）动物和人类吸收 ， 影响其生长、发育和繁殖能力 。去年 ， 意大利一项研究首次报告在人类胎盘组织可检测出微塑料 ， 并证实这些微塑料携带对人类健康可产生长期影响的内分泌破坏物质 。
“虽然在动物研究中发现 ， 塑料浓度最高的地方是肠道 ， 但最小的塑料微粒能够进入血液、淋巴系统 ， 甚至可能到达肝脏 。”奥地利维也纳医科大学研究员Philipp Schwabl曾表示 。英国伦敦国王学院的Frank Carey也表示 ， 当微塑料浓度足够大的时候 ， 这些化学物质能伤害甚至杀死细胞 ， 蛋白质及DNA都可能受到伤害 。
在此背景下 ， 2020年1月我国发布的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》提出了分2020年、2022年、2025年三个时间段 ， 加强塑料污染治理分阶段的任务目标 。同时也对各类塑料制品制定了具体的禁止、限制生产或使用要求 ， 包括塑料袋、塑料餐具、酒店等场所的一次性塑料用品和快递塑料包装 。
尽管我国已在限制塑料制品的使用 ， 并鼓励回收再利用 ， 但当前仍有许多塑料被直接释放到环境中 。公开数据显示 ， 2019年 ， 我国塑料制品累计产量8184万吨 ， 塑料薄膜产量达1594.62万吨 。相比之下 ， 2019年生物降解塑料消费量仅为52万吨 。在限塑令逐步实施的过程中 ， 发展绿色生物降解策略成为生态环境保护的迫切需求 。
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