科学研究

环境学院李成涛课题组发表的研究成果入选ESI高被引论文

2023-05-05 17:23 文、图/环境学院 点击:[]

据2023年3月公布的ESI(Essential Science Indicators)数据库最新统计数据显示,由环境科学与工程学院李成涛课题组联合香港城市大学海洋污染国家重点实验室等单位在《Journal of Hazardous Materials》上发表的论文“Effect of LDPE and biodegradable PBAT primary microplastics on bacterial community after four months of soil incubation”入选Engineering学术领域ESI全球Top 1%高被引论文(Highly Cited Papers),该论文正式发表于2022年2月。

和通用塑料相比,可生物降解塑料最大的优势就是使用完之后废弃到土壤等环境中在一定时间内可以自然地被微生物降解至最终消失,而不会对环境带来类似于“白色污染”的环境污染问题。然而,虽然可生物降解塑料最终被转成CO2和H2O,但这并不是一瞬间完成的,而是由高分子物质降解成低分子物质、最终被转化成CO2和H2O的持续过程。伴随着整个生物降解过程,降解材料自身也呈现有小颗粒的脱落、碎片的产生及再降解等现象,在此过程中,会逐渐有小于5mm以下微塑料的产生。其降解过程及中间降解产物是否会对土壤理化性质、微生物菌群结构及功能产生影响?目前这些问题还没有明确结论且又亟需关注。

针对上述问题,李成涛课题组以低密度聚乙烯(LDPE,不可降解)为参照对象,以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT,可生物降解)为试验对象,使用不同添加量的PBAT与LDPE颗粒进行土壤填埋降解实验,利用高通量测序技术对比分析PBAT微塑料的添加量和填埋时间对土壤理化性质、微塑料表面形态结构特征及微生物菌群结构、多样性的影响,综合分析PBAT在生物降解过程中的微塑料效应。

研究结果表明:较低添加量的PBAT微塑料会相对增加土壤细菌群落的多样性,且添加PBAT微塑料土壤的理化性质、细菌群落多样性和组成、结构均受其添加量的影响;与添加LDPE的土壤样本相比,添加PBAT的土壤样本群落组成与之显著不同,且中出现了特有的Azotobacter属,其相对丰度随着PBAT微塑料添加量的增加而升高,推测其可能为降解PBAT微塑料的菌属;Spearman等级相关性分析结果表明,不同PBAT添加量土壤中细菌群落丰度与土壤理化性质间存在显著相关性,证实了环境因子是影响添加PBAT微塑料土壤中细菌群落组成和结构的一个关键因素,且Mesorhizobium、TM7a和Azotobacter是含PBAT微塑料土壤的高度耐受菌,应积极探索这些高度耐受性微生物,用于PBAT微塑料的生物降解。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128353

(核稿:陈庆彩 编辑:刘倩)

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