在一項新研究中，德克薩斯農工大學的研究人員發現了一種有效的方法，可以利用剩余污泥制造可生物降解的塑料。

研究人員報告說，在紅樹林中發現的細菌可以消耗污泥和廢水來生產聚羥基丁酸酯，聚羥基丁酸酯是一種可以代替石油基塑料的生物聚合物。

研究人員說，除減輕垃圾填埋場和環境的負擔外，這種細菌還提供了一種降低生物塑料生產上游成本的方法，這是使其價格比普通塑料更具競爭力的一步。

“原料的價格，培育生物聚合物生產菌占制造生物塑料的總生產成本的25-45％。當然，如果我們能夠利用更便宜且易于獲得的替代資源，則可以大大降低成本?！毖芯咳藛T說?！拔覀円呀涀C明了使用市政廢水活化污泥以及農業和水產養殖工業廢水制造可降解塑料的潛在方法。此外，細菌菌株不需要復雜的滅菌過程來防止來自其他微生物的污染，從而進一步降低了生物塑料的運行和生產成本?！?/span>

聚羥基丁酸酯是一種新興的生物塑料，當幾種細菌在環境中遇到營養失衡時，就會產生這種物質。這種聚合物可作為細菌的補充能量儲備，就像動物體內的脂肪沉積一樣。大量的碳源以及氮，磷或氧的消耗會導致細菌不穩定地消耗其碳源，并產生多羥基丁酸酯作為脅迫響應。

可以迫使細菌制造多羥基丁酸酯的一種這樣的培養基是粗甘油，它是生物柴油生產的副產品。粗甘油富含碳，并且沒有氮，使其成為制備生物塑料的合適原料。但是，粗甘油含有雜質，例如脂肪酸，鹽和甲醇，它們會阻止細菌生長。與粗甘油一樣，廢水中的污泥也具有許多相同的脂肪酸和鹽。研究人員說，這些脂肪酸對細菌生長的影響以及因此對多羥基丁酸酯生產的影響尚未得到研究。

“產生多羥基丁酸酯的細菌種類繁多，但只有少數能在高鹽環境中生存，而從純甘油生產多羥基丁酸酯的菌株中則更少。，” 研究人員說。“我們研究了這些耐鹽菌株是否也可以在粗甘油和廢水中生長?！?/span>

對于他們的研究，研究團隊選擇了這種細菌，其自然棲息地是紅樹林的咸水。然后他們測試了這種細菌的生長以及在純甘油中產生多羥基丁酸酯的能力。研究人員還用已知的多羥基丁酸酯生產者的其他細菌菌株重復了相同的實驗。他們發現反硝化桿菌DZ1能夠在純甘油中壯成長，并產生與其水量成正比的最大量的多羥基丁酸酯，而無水。

接下來，研究小組測試了反硝化細菌ZD1的生長及其在含鹽和脂肪酸的甘油中生產多羥基丁酸酯的能力。他們發現，即使在這些條件下，即使在平衡的營養條件下，它也能有效地生產聚羥基丁酸酯。當他們在高強度合成廢水和廢水活化污泥的樣品中重復實驗時，他們發現細菌仍然能夠制造聚羥基丁酸酯，盡管數量要少于粗甘油中的數量。

研究人員指出，通過利用反硝化桿菌ZD1在鹽環境中的耐受性，可以避免在與其他細菌菌株協同工作時通常需要的昂貴滅菌過程?！斑@種細菌對鹽度的天然偏愛是極好的，因為我們可以根據需要通過添加普通鹽來調整廢物的化學成分。這種環境對其他菌株來說是有毒的?！?“因此，我們提供了一種低成本，可持續的方法來制造生物塑料，并提供了另一種方法來重新利用成本高昂的生物廢物。”

文章來源：德克薩斯農工大學

原標題：《【行業動態】利用污泥也可以制造可降解生物塑料？》