近日，山東農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院劉之廣教授團隊在Water Research發(fā)表了題為“Understanding visible light and microbe-driven degradation mechanisms of polyurethane plastics: pathways, property changes, and product analysis”的研究論文。山東農(nóng)業(yè)大學為論文的第一完成單位，博士研究生田虹雨為第一作者，劉之廣教授為通訊作者。
控釋肥在提高肥料養(yǎng)分利用率和減少面源污染方面發(fā)揮著至關重要的作用，然而其殘膜在環(huán)境中老化的機制及驅(qū)動殘膜降解的關鍵因素尚不清楚。基于此，研究團隊從長期殘留在土壤中的聚氨酯殘膜表面分離、篩選、純化獲得一株Streptomycessp. B2，使用光反應器模擬生物基和石油基聚氨酯塑料在微生物、光照及光照/微生物耦合作用3 種條件下的降解過程。研究結(jié)果表明，微生物條件對降解率影響最大，是光照作用的3.3~4.4倍，較自然深埋條件使降解時間縮短9倍以上，而材料影響最小。殘膜降解的機理是：微生物在塑料表面定植，通過有機酸向培養(yǎng)介質(zhì)中提供負電荷以及過氧化氫誘導或氧自由基攻擊使原碳鏈斷裂老化，促進-OH, C=O 等氧化官能團的形成，從而破壞聚合物的結(jié)構(gòu)，使微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生局部碎裂和剝蝕，產(chǎn)生次生微塑料顆粒，導致塑料失重。這項研究的結(jié)果為揭示聚氨酯塑料在自然環(huán)境中的驅(qū)動因素和降解機制提供了新的見解。
