在过ȝ50q里Q全球留下了70亿吨塑料垃圾Q被UCؓ(f)“白色污染”。塑料垃圑֯h的污染最为明显。据《科学》杂志报道，每年?00万吨的塑料被冲入大v。更可怕的是它们所产生的大量塑料微_，通过品、v盐等途径q入ZQ造成巨大的健康危実뀂破解“白色污染”之宻I一直是全球U学家努力的重要方向?
q日国外媒体报道Uͼ以色列特拉维夫大学用最新的工艺技术，研究刉出一U生物塑料聚合物Q这个过E不需要土地和淡水Q而是源自以vMؓ(f)食的微生物，h生物可降解性，能够产生零毒性垃圾，q可回收成ؓ(f)有机废物。这有什么样的生物技术背景？国内发展前景如何Q带着一pd问题Q记者采访了相关U学家?
矛_塑料一旦合成难以降?/strong>
普通塑料聚酯，是以不可再生的石油ؓ(f)原料Q由多元醇和多元酸羃聚而成。由于其方便、耐用、防水等Ҏ(gu)以?qing)低廉的hQ应用非常广泛?
2018国际生物聚酯大会(x)QISBPQ主席、清华大学合成与pȝ生物学中心主任陈国强教授向科技日报记者介l，目前全球每年仅一ơ性塑料制品就?.2亿吨Q其中仅?0%被回收利用，另外U?2%被焚烧，过70%被丢弃到土壤、空气和h中?
在我国，土壤中仅每年D留的农膜就高达35万吨Q残膜率42%。大量农膜残留在农田0?0厘米的耕作层中Q给农业生和食品安全带来了巨大的威胁。塑料垃圾所造成的“白色污染”之所以如此恶劣，最重要的原因在于塑料的化学性质。塑料是由单体所聚合形成的聚乙烯、聚苯乙烯等高分子聚合物Q不同于其他垃圾Q环境中的分解者微生物不能消化降解塑料中连接单体的化学键，因此无法其重新分解为单体Ş式。换句话_(d)塑料一旦合成，再无“回头\”?
能否刉这样一U物质，既具有像传统塑料一样优异的聚合物性质Q又可以很容易被微生物降解ؓ(f)单体Q国际生物聚酯学界ؓ(f)此努力了数十q?
从vd植中扑ֈ新碳?/strong>
解决塑料垃圾泛滥的唯一Ҏ(gu)是生物塑料替代，它不使用xa(b)Q降解速度快。但一般来_(d)生物塑料也有环境代h(hun)Q培育生物基质需要肥沃的土壤和E_(d)然而许多国家ƈ不具备这L(fng)资源?
在以色列Ҏ(gu)l夫大学环境和地球科学分院，亚历山大·古尔伯格博士和化学学院迈克尔·古辛教授合作的这Ҏ(gu)成果Q用一U地中v野生型微生物Q在模拟水解产物培养Z生成一U名基脂肪酔RQPHAQ的聚合物，q种聚合物制成的生物塑料Q其产生的垃圑ֺ物不仅零毒性，q可变成营养物质被微生物分解利用Qƈ回馈到自然环境中。但利用微生物和ȝ生可生物降解塑料，目前仍面临着诸多挑战Q包括对葡萄p纯x的依赖、有机替代品对生产不同类型PHA的技术要求、在下游加工q程中生的污染以及(qing)可能大量使用溶剂{?
“用h来培植藻c，q个x是不错的Qvz面U大Qv带等大型ȝ长得也比_食快。”陈国强教授介绍Q这Ҏ(gu)果的创新之处在于扑ֈ一U新的生物聚酯碳源?
在我国，使用玉米、马铃薯、木薯等作ؓ(f)合成的生物聚酯性能已接q传l塑料制品，q获得欧z一些厂商的认可。“我们研制的生物塑料产品甚至可供动物食用。”陈国强_(d)依靠传统生物学的知识储备Q借助基因合成、测序、系l生物学、生物信息学{技术的q展Q最新研I让PHAl构不断发展变化Q可满于各U应用，除用于包装材料、农膜、纤l、生物燃料等外，PHA在药品、化妆品、动物饲料等斚w的市场前景也非常qK?
以藻cMؓ(f)原料q是一个新概念
Z包括中国U学家在内的已有前沿成果Q古?dng)伯格和他的合作者在国际著名期刊《生物资源技术》杂志上表示Q由于廉仯具有可用性的~ZQ阻了PHA的大规模生。他们利用大型藻c，主要Zq种底物可获取用于生产PHA的碳。vz中Q包括v带及(qing)U藻、褐ȝ在内的绝大多数藻c都有这个能力，但因的大量繁D，又会(x)引发水体的富营养化，其治理是个大问题。于是他们将目光聚焦CU绿色巨藻n上，它不仅有水环境修复的Q还可用于生产PHAQ有望ؓ(f)生物聚酯的生产提供可持箋的解x案?
他们最初筛选了7UvȝU，q些ȝ合成PHA生潜力各不相同Q从试l合中，l色巨藻l合物获得了PHA的最大出率。他们还研究了不同浓度的水解产物对PHA的媄响，定了新合成的PHA的结构特征，l果发现与先前用的其他x作ؓ(f)底物的报道相同。研I结果证明，qv生长的vd成ؓ(f)长期生生物聚合物的可持l和环保的替代品Q而且实验展示的过E中QPHA的生产不使用淡水Q这表明可持l工模扩大的可能性，qؓ(f)生物加工和生物精炼技术发展迈Z一步?
但陈国强教授认ؓ(f)Q这q是一个新概念Q实现量产应该是二、三十年后的事，其在成本控制上要做到像聚乙烯那样低廉还很困难。此外，在vz上采收ȝ的成本也相对较高?
我国“蓝水生物技术”工艺完成中?/strong>
陈国强教授介l，生物工业相比传统化学工业有显而易见的优势。大多数生物反应所需条g都相Ҏ(gu)和，不需要高温高压等严苛条gQ所用的原料以及(qing)代谢废物对于环境没有危害Q因而生物聚酯研I在国际上迅猛发展。我国在生物降解塑料Q特别是生物聚酯如聚乳酸QPLAQ、聚基脂肪酔R、聚对苯二甲酸已二酸丁二酯（PBATQ和二氧化碳p物（PPCQ等基础研究和业化都进展很快，已领先国际同行水q?
据?zhn)Q由清华大学生命U学学院首创的“下一代工业生物技术”已?017q?2月完成了PHA工业化生产的中试试验Q实C无灭菌开放连l发酵低成本PHA量能力。ؓ(f)了实现这一技术的快速业化Q在清华大学的支持下Q北京蓝晶微生物U技有限公司研发团队开发出Z嗜盐微生物的低成本生产技术——“蓝水生物技术”，革命性地化了PHA的合成工艺，中试生基地也已建成投。预计未?q内Q我国PHA成本不断降低，市场占有率或大q提升?
我国的“蓝水生物技术”，一斚w可实现无灭菌开攑ּq箋发酵Q减灭菌过E的能耗及(qing)其所带来的复杂操作和人力成本Q实现高效率生Q另一斚wQ培d盐微生物需要含高浓度盐的底物培dQ这意味着可以使用h来替代E水资源，从而避免水资源问题。此外，无需灭菌q意味着生物反应器无需使用不锈钢材料来耐受高温高压蒸汽Q用塑料或陶瓷{材料即可，从而降低设备成本。目前，全球首创?吨塑料生物反应器已l装q行Q但面对市场Q还有很多挑战?
陈国强教授说Q虽然目前此工业技术已日趋成熟Q成本也在逐年下降Q但从全球范围看Q阻断“白色污染”的力度q远q不够，政策导向与推q仍是一个普遍性问题?
