德克萨斯A&M大学的范达纳·苏雷什 脱氮Zobellella细菌以污泥(均显示在试管中)为食，制造生物降解生物塑料
学分:博士
宫惠(贝拉)楚 美国每年产生700万吨污水污泥，足以填满2500个奥运会规模的游泳池
虽然这种废物的一部分被重新用于粪肥和其他土地用途，但仍有相当一部分被填埋
在一项新的研究中，德克萨斯A&M大学的研究人员发现了一种利用剩余污泥制造可生物降解塑料的有效方法
在9月份的《美国化学学会》(ACS)杂志欧米茄上，研究人员报告说，在红树林中发现的反硝化细菌ZD1可以消耗污泥和废水产生聚羟基丁酸酯，这是一种可以用来代替石油基塑料的生物聚合物
除了减少垃圾填埋场和环境的负担，研究人员说，脱氮Zobellella提供了一种降低生物塑料制造上游成本的方法，这是使它们比普通塑料价格更具竞争力的一步。
“培养产生生物聚合物的细菌的原材料价格占制造生物塑料的总生产成本的25-45%
当然，如果我们能找到一种更便宜、更容易获得的替代资源，这种成本可以大大降低，”扎克里大学土木与环境工程系教授朱公辉(贝拉)说
“我们已经展示了一种潜在的方法，利用城市废水活性污泥和农业及水产养殖工业废水来制造可生物降解的塑料
此外，该菌株不需要复杂的灭菌过程来防止来自其他微生物的污染，进一步降低了生物塑料的操作和生产成本
" 聚羟基丁酸酯是一种新兴的生物塑料，是由几种细菌在其环境中经历营养失衡时产生的
这种聚合物作为细菌的补充能量储备，类似于动物体内的脂肪沉积
特别是，丰富的碳源和氮、磷或氧的耗尽，导致细菌不规则地消耗它们的碳源并产生聚羟基丁酸酯作为应激反应
一种可以迫使细菌产生聚羟基丁酸酯的培养基是粗甘油，它是生物柴油生产的副产品
粗甘油富含碳，不含氮，是制造生物塑料的合适原料
然而，粗甘油含有脂肪酸、盐和甲醇等杂质，这些杂质会抑制细菌生长
像粗甘油一样，废水中的污泥也含有许多相同的脂肪酸和盐
朱棣文说，这些脂肪酸对细菌生长的影响，以及因此产生的聚羟基丁酸酯还没有得到检验
“制造聚羟基丁酸酯的细菌种类很多，但只有少数能在高盐环境中生存，而这些菌株中能从纯甘油中生产聚羟基丁酸酯的就更少了，”楚说
“我们研究了这些耐盐菌株是否也能在粗制甘油和废水中生长的可能性
" 在他们的研究中，楚和她的团队选择了脱氮佐贝拉菌ZD1，其自然栖息地是红树林的咸水
然后他们测试了这种细菌的生长和在纯甘油中产生聚羟基丁酸酯的能力
研究人员还用其他已知产生聚羟基丁酸酯的细菌菌株重复了同样的实验
他们发现脱氮Zobellella能够在纯甘油中茁壮成长，并在无水的情况下产生与其重量成比例的最大量的聚羟基丁酸酯
接下来，研究小组测试了脱氮Zobellella在含盐和脂肪酸的甘油中生产聚羟基丁酸酯的生长和能力
他们发现，即使在这些条件下，即使在营养平衡的条件下，它也能有效地产生聚羟基丁酸酯
当他们在高浓度合成废水和废水活性污泥的样品中重复实验时，他们发现细菌仍然能够制造聚羟基丁酸酯，尽管其数量低于它们在粗甘油中的数量
朱指出，通过利用脱氮佐贝氏菌ZD1对盐环境的耐受性，可以避免与其他细菌菌株一起工作时通常需要的昂贵的灭菌过程
“脱氮Zobellella对盐度的自然偏好非常奇妙，因为如果需要，我们可以通过添加普通盐来调整废物的化学成分
这种环境对其他细菌菌株来说是有毒的，”她说
“因此，我们正在提供一种低成本、可持续的方法来制造生物塑料，并提供另一种方法来重新利用处理成本高昂的生物废物
"
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