“塑料在黄粉虫肠道快速生物降解，提醒了丢掉在环境中塑料废物的新命运。”北京航空航天大学杨军教授说
“塑料在黄粉虫肠道快速生物降解，提醒了丢掉在环境中塑料废物的新命运。”北京航空航天大学杨军教授说。
塑料在环境中难以天然降解，而聚苯乙烯又是其间之最，因为高分子量和高安稳性，普遍以为微生物无法降解聚苯乙烯类塑料。2015年北京航空航天大学杨军教授研讨组、深圳华大基因公司赵姣博士等在环境学科范畴的威望期刊《Environmental Science & Technology》上协作宣布了两篇姊妹研讨论文，证明了黄粉虫（面包虫）的幼虫可降解聚苯乙烯这类最难降解的塑料。
该突破性研讨显现，以聚苯乙烯泡沫塑料作为仅有食源，黄粉虫幼虫可存活1个月以上，最终发育成成虫，其所啮食的聚苯乙烯被彻底降解矿化为CO2或同化为虫体脂肪。这种发现为处理全球性的塑料污染问题供给了思路。
虽然如此，面临日益严重的白色塑料污染，杨军教授仍是呼吁，大众在日常日子中应少运用一次性的塑料饭盒、方便袋。
石油化工出产的塑料废物污染是国际环境难题。大部分塑料一次性消费运用后即被丢掉。迄今为止学术界以为，塑料产品因为物理化学结构安稳、在天然环境中或许数十至数百年不会被分化。
杨军教授介绍，2013年全球消费2.99亿吨塑料，其间聚苯乙烯类塑料占7%，每年耗费约2100万吨，常见的塑料饭盒、咖啡杯等可接受开水温度的资料即为聚苯乙烯。威望的查询现已标明，聚苯乙烯这种塑料在土壤、污泥、腐朽废物，或粪肥微生物群落里，4个月仅降解0.01%-3％的规模。
每年全国际有4000万吨的抛弃塑料在环境中堆集, 我国每年约有200万吨抛弃塑料丢在环境里。以农田用农膜为例，我国农膜年产量达百万吨, 且以每年10%的速度递加, 不管掩盖何种作物, 一切覆膜土壤都有残膜。据统计, 我国农膜年残留量高达35万吨, 残膜率达42%，很多残膜遗留在农田0-30厘米的耕作层。也就是说, 有近一半的农膜残留在土壤中, 食物安全方面是一个极大危险。
“塑料在土壤中彻底被微生物同化, 降解成CO2和水完成无机矿化, 或许需求200-400年时刻, 然后构成在环境中的堆集。”杨军教授告知羊城晚报记者。
2005年起，杨军团队开端研讨塑料生物降解。主攻最难降解的聚苯乙烯等塑料降解。
科学家此前运用几种土壤无脊椎动物试验，如蚯蚓、千足虫、蛞蝓、蜗牛等看看其能否吃掉塑料。在饲喂14C符号的塑料如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），成果显现无法降解。
杨军以为，生物降解塑料的思路要开辟，不能只局限于微生物, 能够考虑鳞翅目昆虫、白蚁等, 海洋中的蛀船虫和钻孔蚌能腐蚀聚乙烯和海底电缆，也可考虑从这些生物中别离并克隆能产日子性基团的要害酶及其基因。
杨军团队的2014年研讨发现，蜡虫（印度谷螟幼虫）能够咀嚼和进食聚乙烯PE薄膜，幼虫肠道别离出能够降解PE薄膜的两种菌株，即肠杆菌属YT1和芽孢杆菌YP1。随后研讨团队发现，黄粉虫幼虫是一种吃掉塑料更为凶猛的动物，其尺度比蜡虫更大（一般长35毫米，宽度3毫米），其能够将泡沫塑料作为仅有食物。黄粉虫有4个日子阶段：卵、幼虫、蛹和成虫。
黄粉虫又名面包虫，在昆虫分类学上隶属于鞘翅目，拟步行虫科，粉甲虫属（拟步行虫属）。原产北美洲，50年代早年苏联引入我国养殖，黄粉虫被誉为“蛋白质饲料库”。其干品含脂肪30%，含蛋白质高达50%以上，此外还含有磷、钾、铁等多种元素。枯燥的黄粉虫幼虫含蛋白质40%左右、蛹含57%、成虫含60%。
在我国国内，黄粉虫实际上相似蚕，人类能够直接食用，炒着吃，也能够用来做饲料，黄粉虫作饲料喂养的蝎子、蜈蚣、蛤蚧、蛇、热带鱼和金鱼，不只成长快、成活率高，而且抗病力强，繁殖力也大大提高。养殖黄粉虫非常简单，养殖户可用新鲜燕麦、小麦糠、苹果养殖。
杨军教授的团队从中石化燕山分公司购买了聚苯乙烯塑料原料，这些原猜中没有添加剂和催化剂。而α-13C、β-13C符号的聚苯乙烯塑料样品则从美国购买。黄粉虫从北京大兴、河北秦皇岛等昆虫养殖场购买，用谷物养殖，这些虫子坐落3-4虫龄（即褪了3-4次皮）。
这些黄粉虫被放置在一个有泡沫塑料块的聚丙烯塑料容器里。试验人员定时丈量被黄粉虫吃掉的泡沫塑料块分量，对照组是惯例麦麸养殖的黄粉虫，试验中500个黄粉虫以5.8克的泡沫为仅有食物，在操控条件的温室中独自养殖（25±1°C，80±2%湿度，和16:8光/暗周期）。在孵化过程中，逝世的黄粉虫当即去除。
杨军等人在试验中，以泡沫塑料为单一食源喂养黄粉虫幼虫。比照正常养殖(喂养麸皮) 和停食的幼虫，成果发现，在16天试验期内，幼虫干重虽然并未如正常养殖的幼虫显着添加 (+33.6%)，仅小量添加了0.2%（这是因为比较麸皮，泡沫塑料的水含量和营养价值较低），但也未像停食的幼虫干重显着下降 (-24.9%)，而且比照喂养塑料和麸皮两组的幼虫存活率，并无显着差异。
100只黄粉虫每天能够吃掉34-39毫克的泡沫塑料。在16天的试验期，虫子摄入泡沫塑猜中47.7%转化为CO2。而残留（约49.2%）被转化为相似兔粪便的生物降解颗粒被排泄出体外。试验用α-13C或β-13C符号的聚苯乙烯塑料证明其被矿化为碳13符号二氧化碳和脂类。幼虫肠道内聚苯乙烯泡沫停留时刻不超越24小时就降解。
用聚苯乙烯泡沫塑料作为仅有食物的幼虫，与那些喂以正常食物（麦麸）的虫子过了1个月后，健康情况相同，最终发育成甲壳成虫。黄粉虫在泡沫上吃出了一个一个洞。经过虫子的肠道后，摄入的泡沫塑料的化学结构和组成发生变化。经过选用凝胶浸透色谱（GPC）、碳13的核磁共振光谱，热重傅里叶变换红外光谱，证明了幼虫肠道中聚苯乙烯长链分子开裂构成虫子代谢产品跟着粪便排出。
试验还进一步在幼虫肠道中成功别离出能够运用聚苯乙烯为仅有碳源进行成长的聚苯乙烯降解细菌细微杆菌YT2（Exiguobacterium sp. YT2）。该菌株已保存在我国微生物菌种保藏办理委员会一般微生物中心和国家基因库，是国际上报导的榜首株保存在菌种中心的聚苯乙烯降解细菌。
研讨团队给出了黄粉幼虫啮食降解聚苯乙烯机理：榜首步，泡沫塑料首要被黄粉幼虫嚼噬成细微碎片并摄入肠道中；第二步，嚼噬效果添加了聚苯乙烯泡沫与微生物和胞外酶的触摸面积，所摄食的碎片在肠道微生物所排泄的胞外酶效果下，进一步解聚成小分子产品；第三步，这些小分子产品在多种酶菌和黄粉幼虫本身酶的效果下，进一步降解并同化构成幼虫本身安排；第四步残留的泡沫碎片与部分降解中心产品，混合部分肠道微生物，以虫粪的形状排泄出体内，在虫粪中泡沫塑料或许还会进一步持续降解。
“黄粉虫能够消化最难降解的聚苯乙烯塑料，其他相对简单降解的塑料，理论上黄粉虫相同能够消化。”杨军教授告知羊城晚报记者，他介绍，目前国内已有厂商在考虑用人工培养黄粉虫或蜡虫来降解塑料抛弃物。
不过他仍呼吁，应对日益严重的白色污染，少用或许禁用一次性的塑料产品，多运用能够重复运用的产品，才是对未来和子孙后代担任的情绪。