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為何塑料無法自然分解？這些神奇的生物可讓塑料重生！
當我們使用塑料製品的時候，是否曾經想過這些產品在使用後會有什麼後果呢？塑料的特殊化學結構使其在環境中極難自然分解，這不僅對生態環境造成負擔，也在影響著人類健康。為了尋找解決方案，科學家們開始研究各種生物及其相關的生物降解添加劑，試圖將塑料的命運逆轉。以下將介紹為何塑料無法自然分解，以及現有的生物技術如何幫助塑料重生。
塑料的不可降解性
大多數合成塑料是一種不可生物降解的材料，它們在自然環境中可能需要數十年甚至數百年才能被完全分解。這是因為塑料的分子結構穩定，缺乏微生物的降解酵素可以輕易地將其分解。此外，當塑料在太陽光和熱的影響下進行光氧化或熱降解時，它們的分子結構可能只是破壞成更小但依然有害的微塑料，而非真正的生物降解。
生物降解添加劑的崛起
生物降解添加劑的出現為解決塑料污染提供了一條新的途徑。這些添加劑可以提高塑料被微生物降解的速率，讓塑料不再是永久性的環境困擾。這些添加劑一般以母粒形式存在，使用聚乙烯、聚丙烯等載體樹脂來促進降解過程。
生物降解添加劑吸引微生物通過群體感應到塑料表面進行降解。
生物降解的機制
微生物對塑料的降解機制通常包括直接和間接行動。直接行動是指某些微生物能直接消耗塑料碎片，利用塑料中的碳作為營養源。已有研究表明，像Brevibacillus borstelensis等微生物能有效吸收聚乙烯。
間接行動則是通過微生物的酵素分解塑料，進而導致其降解。
不同環境條件下的降解
生物降解的過程受到環境條件的影響，分為好氧（需氧）和厭氧（無氧）兩種情況。在好氧條件下，微生物利用氧作為電子受體，最終產品為二氧化碳和水。相對於厭氧過程，則是通過其他化學物質（如硫酸、硝酸等）作為電子受體並生成甲烷。在兩種情況下，微生物都能以酵素參與塑料的分解。
主要的生物降解添加劑類型
澱粉
澱粉是一種常見的生物降解添加劑，因為其為聚合碳水化合物，能被微生物直接消耗。澱粉的可更新性和低成本使其成為理想的選擇。與聚乙烯的結合使得塑料更具親水性，提升了微生物的降解效率。
生物增強
生物增強是將特定微生物株加入塑料中以提高其降解性。這一方法已被成功應用於可堆肥塑料中，加速塑料的自然降解過程。以Geobacillus thermoleovorans為例，該微生物在不同環境下的成功附著與分解，促進了聚乳酸的生物降解。
助氧劑
助氧劑的作用是通過促進熱氧化和光氧化的速率，為微生物提供更多的低分子可利用碳源。雖然這些添加劑可以加快降解過程，但其一旦產生的未完全降解的塑料，可能導致微塑料的形成問題。因此，在使用時需謹慎考量。
環境影響
生物降解添加劑若能成功應用，將對減少環境中塑料的累積具有重大意義。隨著全球塑料使用量的激增，尋找新的可降解添加劑以縮短降解時間成為當前的研究熱點。從數十年降到數月甚至數年的降解時間，這個目標值得我們期待和努力。
面對塑料所帶來的龐大環境問題，您認為新技術與生物解決方案能否真正拯救我們的地球？
