近日，山東農業(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構，使微觀結構發(fā)生局部碎裂和剝蝕，產生次生微塑料顆粒，導致塑料失重。這項研究的結果為揭示聚氨酯塑料在自然環(huán)境中的驅動因素和降解機制提供了新的見解。
