掌上青岛/青网讯 10月12日，中德海洋塑料污染研讨会在国家海洋局第一海洋研究所科研楼举行。来自德国莱比锡大学生物化学研究所韦韧博士和Wolfgang Zimmermann教授与国家海洋局第一海洋研究所孙承君、曲凌云研究员进行了深度的探讨交流。
据了解，在本次合作项目通过交流、互访、以及共同开展针对海洋塑料污染与微生物生态系统的科学研究增进国家海洋局第一海洋研究所和莱比锡大学生物化学研究所彼此之间的相互了解与信任，加强双方技术上的交换和互补，特别是为充分了解双方国家研究和科研体系、最大化利用对方卓越的科研基础设施以及共同利用类似黄海近海海域这样的独有研究场地提供了方便条件，也为以后开展更长期有效的国际交流合作打下坚实的基础。从项目内容角度，针对黄海塑料垃圾污染现状，双方合作开展塑料污染物表面菌膜生物多样性的分析以及潜在的聚酯水解酶的功能基因筛选研究，为评估在自然条件下海洋微生物对聚酯塑料垃圾的侵蚀以及潜在的降解可能性打开新的视角，也为减少海洋塑料污染这样一个全球化的挑战提供新的思路。海洋微生物尤其是放线菌类的多样性将为分离筛选全新的聚酯水解酶提供了一个新的平台，也为海洋微生物资源的可持续开发与在生物化工领域的利用提供新的参考。
据介绍，有机聚合物塑料是二十世纪人类最伟大的发明之一。由于其多种优良的理化特性以及合成技术的进步和产业化的成功，塑料被广泛应用于商业、工业、医药和市政等领域。自20世纪40年代开始大规模生产以来，塑料的产量迅速增加，从20世纪50年代的每年150万吨大幅增加到2013年的2.99亿吨。
而随着中国工业化进程的不断加快，中国已成为全球塑料产量最大的国家，占全球总产量的27.8%。塑料工业的发展在给人类社会生活、生产带来方便的同时，也导致大量的废旧塑料垃圾不断产生。在20世纪70年代初期，有关海洋塑料垃圾的首次报道在科学界并未引起关注，但随着海洋塑料污染问题日益严重，海洋塑料垃圾越来越受到重视。据联合国环境规划署（UNEP）估计，1997年有超过640万吨垃圾进入海洋，2005年每平方公里的海洋表面有超过13000件塑料垃圾，2006年这一数据为18000件。2010年，中国沿海居民产生了882万吨的塑料废品，几乎占全球塑料废品的27.7%。其中约有132万－353万吨的塑料废品最终成为了海洋垃圾。研究表明，60%～80%的海洋碎片来自于陆地活动，且这些碎片中约80%为塑料，多数的海洋塑料碎片是经环境分解后的微型塑料，绝大多数直径小于5毫米。由于塑料的持久性和普遍性，塑料垃圾正在破坏、威胁着海洋环境，更可怕的是，它已经开始渐渐地进入食物链，严重影响到海洋生态系统的健康和可持续发展。
黄海是中国三大边缘海之一，也是太平洋的边缘海。黄海沿岸城镇及居民人口密度较高，受人类活动产生垃圾污染的风险很高。青岛市海洋与渔业局发布的《2013年青岛市海洋环境公报》显示，2013年，青岛近海海洋漂浮垃圾中，塑料垃圾占了一半以上。
海洋微生物系统对整个海洋生态系统的稳定性、能量流动以及整体生物地化循环起到了举足轻重的作用。因此，人类活动所产生的塑料污染物对海洋微生物系统所造成的影响也会进一步影响整个海洋生态系统。国家海洋局第一海洋研究所海洋生态研究中心关注黄海生态和海洋微生物研究三十多年，从黄海等海区分离获得了丰富多样的微生物资源，建立了我国近海海洋微生物资源库。通过对菌种功能筛查和定向研究，将所整理的资源分为生态环境益生菌（光合细菌为主）、潜在药源菌（放线菌、真菌为主）、环境污染修复菌（例如石油降解菌）等类群并将资源信息上交国家海洋微生物资源平台。这些在海洋微生物方面研究的经验和资源将为未来和德国学者在这个领域展开进一步的深入合作提供坚实的基础。
在众多海洋塑料污染物中，主要成分为聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的各类食品包装占有很大一部分比例。2013年PET占全球塑料产量的6.9%，由于其良好的理化特性和环境稳定性，PET被广泛应用于人类活动的各个领域。在过去十几年中，德国、日本、奥地利和中国的几个课题组分别报道了从放线菌类细菌以及环境宏基因组中分离出来的PET水解酶，证明了PET生物降解的可能性。通过重组表达和定向进化等方法，这些水解酶已被生产、改造并应用于特定生物反应器内的小规模PET降解中，为PET绿色生物降解的工业化奠定了基础。据了解，在过去的十年中，德国莱比锡大学生化研究所微生物与生物过程技术课题组专注于放线菌来源的聚酯水解酶的分离、表达、定向进化、降解机理分析以及水解酶生物反应器的研发和其在其他生物化工领域的应用，并在国际知名期刊上发表论文十数篇及申请两项相关专利，是微生物降解聚酯塑料领域的先锋团队。最近，该研究所和日本的一个课题组分别证实了利用分泌PET水解酶的放线菌株进行全细胞催化降解PET以及其他聚酯塑料可能性。该研究所的技术平台必将为未来展开的中德在利用海洋微生物资源降解塑料垃圾的合作中提供强有力的支持。
掌上青岛/青网 记者 丁升
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