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環境遭受塑膠危害,蟲蟲吃貨救地球?! 自然生物機制食用分解石化塑膠

工業局石化產業高值化推動專案
MOEAPIPO
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        塑膠產量從過去50年由1500萬噸成長至3億1000萬噸,以石化原料所製成的塑膠因難以分解的特性以及處理不當的廢棄,導致大量的塑膠棄置於山林,流入於海洋,造成環境迫害。

        近年來,塑膠產業發展可透過生物自然分解的生質塑膠,是運用植物澱粉所提煉的乳酸做原料來生產,但是其物理、化學性質都未較以石化原料生產的塑膠好,且應用的範圍仍有所局限。所以有許多科學家致力於尋找直接利用自然界現有的生物機制、酵素或是飲食習慣來分解、降解石化原料製塑膠,在這幾年許多的發現。

        日前,西班牙科學家與劍橋大學的合作研究中,發現蠟蛾幼蟲會食用商業用聚乙烯(PE)塑膠袋。研究發現,100隻的蠟蛾幼蟲經過12小時候可造成PE塑膠袋約92mg的重量損失;而透過儀器分析啃食痕跡的周遭,有明顯的乙二醇產生,證明了蠟蛾幼蟲可分解聚乙烯,但研究單位尚未確認其分解機制以及所透過的生物酵素。研究指出,蠟蛾幼蟲之所以可以分解聚乙烯,乃因蠟蛾幼蟲天生的食物-蜜蠟,其天然組成為油脂複合物,含有許多烷烴類、烯烴類、脂肪酸以及酯類,所以烯烴類衍生物的聚乙烯被蠟蛾幼蟲視為食物且分解。
 
        近年有許多學者研究利用生物來分解塑膠,其中一個著名例子:麵包蟲消化聚苯乙烯(PS),在2015年史丹福大學與北京大學合作研究下其分解機制已被發現,最終約47.7%的PS的泡沫塑料被轉化成CO2,49.2%被生物降解排出體外(目前研究結果判定對土壤為安全物質)。而另一個研究,則是日本學者2016年發表利用細菌的分解以及酵素的催化成功地將聚對苯二甲酸乙二酯(PET)還原成其兩種原料:對苯二甲酸和乙二醇。
 
        雖科學家近年接連發現利用生物特性與酵素分解石化原料製塑膠,且仍有許多後續研究持續進行,但在尚未全面工業化前,都未能確實協助減少現在面臨的塑膠汙染。我國現階段應以循環經濟模式,在生產源頭減少用量,於製造中選用環境友善材料,增加使用後的數次利用,並在廢棄時確實回收,才是追求永續發展當務之道,但不論是產業還是學界,都應投入塑膠分解/降解的研究,最終漸少廢棄塑膠量。
 
參考資料:
1. Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella
2. Biodegradation and Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part     1. Chemical and Physical Characterization and Isotopic Tests
3. Bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)
 
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經濟部石化產業高值化推動辦公室 楊立群
 
 

2 則回應

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MOEAPIPO @ 2017/5/18 下午 04:53:11
感謝MARK對本站的支持
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MARK @ 2017/5/18 下午 04:50:08
圖超棒的 ~~~
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