微生物响应PBAT-PLA生物降解膜袋工业需氧堆肥降解机制

摘要

塑料污染已对全球环境造成严重威胁,生物降解塑料的推广使用及其工业堆肥是治理塑料污染的有效途径之一。该研究根据GB/T 19277.1—2011,在(58±2)℃的特殊高温条件下,对PBAT-PLA生物降解膜袋进行有氧堆肥降解,并选择微晶纤维素作为对照。通过对堆肥中的微生物进行16S/18S高通量测序,分析降解过程中细菌/真菌的群落种类和数量变化,包括物种多样性、物种组成、物种差异分析、样本比较分析,并结合扫描电镜下的微观形貌,深入探寻可降解塑料膜袋在工业需氧堆肥过程中的微生物响应降解机制。结果表明:微晶纤维素和生物降解膜袋在降解活跃期(第140天取样),其所在堆肥中大量存在的优势菌属为Sphaerobacter(球杆菌属,放线菌纲),分别占比20.25%和39.44%。与同样条件下不含降解材料的对照组堆肥相比,微晶纤维素/生物降解膜袋工业需氧堆肥降解过程中显著增长的4种菌属中有3种属于放线菌,说明放线菌对聚酯物的解聚以及纤维素的降解具有积极的作用。试验结果也表明了聚酯和纤维素的完整生物降解过程不依赖单一菌种,而是微生物协同作用的结果。