據(jù)2023年3月公布的ESI（Essential Science Indicators）數(shù)據(jù)庫最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，由環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院李成濤課題組聯(lián)合香港城市大學(xué)海洋污染國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位在《Journal of Hazardous Materials》上發(fā)表的論文“Effect of LDPE and biodegradable PBAT primary microplastics on bacterial community after four months of soil incubation”入選Engineering學(xué)術(shù)領(lǐng)域ESI全球Top 1%高被引論文（Highly Cited Papers），該論文正式發(fā)表于2022年2月。
和通用塑料相比，可生物降解塑料最大的優(yōu)勢就是使用完之后廢棄到土壤等環(huán)境中在一定時(shí)間內(nèi)可以自然地被微生物降解至最終消失，而不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來類似于“白色污染”的環(huán)境污染問題。然而，雖然可生物降解塑料最終被轉(zhuǎn)成CO2和H2O，但這并不是一瞬間完成的，而是由高分子物質(zhì)降解成低分子物質(zhì)、最終被轉(zhuǎn)化成CO2和H2O的持續(xù)過程。伴隨著整個(gè)生物降解過程，降解材料自身也呈現(xiàn)有小顆粒的脫落、碎片的產(chǎn)生及再降解等現(xiàn)象，在此過程中，會(huì)逐漸有小于5mm以下微塑料的產(chǎn)生。其降解過程及中間降解產(chǎn)物是否會(huì)對(duì)土壤理化性質(zhì)、微生物菌群結(jié)構(gòu)及功能產(chǎn)生影響？目前這些問題還沒有明確結(jié)論且又亟需關(guān)注。
針對(duì)上述問題，李成濤課題組以低密度聚乙烯（LDPE，不可降解）為參照對(duì)象，以聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBAT，可生物降解）為試驗(yàn)對(duì)象，使用不同添加量的PBAT與LDPE顆粒進(jìn)行土壤填埋降解實(shí)驗(yàn)，利用高通量測序技術(shù)對(duì)比分析PBAT微塑料的添加量和填埋時(shí)間對(duì)土壤理化性質(zhì)、微塑料表面形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及微生物菌群結(jié)構(gòu)、多樣性的影響，綜合分析PBAT在生物降解過程中的微塑料效應(yīng)。
研究結(jié)果表明：較低添加量的PBAT微塑料會(huì)相對(duì)增加土壤細(xì)菌群落的多樣性，且添加PBAT微塑料土壤的理化性質(zhì)、細(xì)菌群落多樣性和組成、結(jié)構(gòu)均受其添加量的影響；與添加LDPE的土壤樣本相比，添加PBAT的土壤樣本群落組成與之顯著不同，且中出現(xiàn)了特有的Azotobacter屬，其相對(duì)豐度隨著PBAT微塑料添加量的增加而升高，推測其可能為降解PBAT微塑料的菌屬；Spearman等級(jí)相關(guān)性分析結(jié)果表明，不同PBAT添加量土壤中細(xì)菌群落豐度與土壤理化性質(zhì)間存在顯著相關(guān)性，證實(shí)了環(huán)境因子是影響添加PBAT微塑料土壤中細(xì)菌群落組成和結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵因素，且Mesorhizobium、TM7a和Azotobacter是含PBAT微塑料土壤的高度耐受菌，應(yīng)積極探索這些高度耐受性微生物，用于PBAT微塑料的生物降解。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128353
（核稿：陳慶彩 編輯：劉倩）
校友
教工
學(xué)生