华东师范大学谢冰课题组EI：芳香族-脂肪族共聚物的不完全降解导致微塑料和抗生素抗性基因的激增

Incomplete degradation of aromatic–aliphatic copolymer leads to proliferation of microplastics and antibiotic resistance genes

论文标题：Incomplete degradation of aromatic–aliphatic copolymer leads to proliferation of microplastics and antibiotic resistance genes

论文作者：Yuchen Zhang, Jianping Tao, Yudan Bai, Feng Wang, Bing Xie*

文章简介：

       生物降解塑料（Biodegradable plastics, BDPs）作为传统塑料的替代品已广泛地运用。尽管BDPs被认为可以在高温受控堆肥条件下完全矿化，然而关于实际堆肥中BDPs的降解特性，微塑料的产生，以及潜在的环境影响的认识仍然有限。微塑料是环境污染物的载体、抗生素耐药基因（ARGs）和病原微生物的热点，而可生物降解的微塑料可能比传统的微塑料具有更高的ARGs水平。本研究探究了产量最大的芳香族-脂肪族共聚物（PBAT/PLA）薄膜在非受控堆肥体系中的降解情况，解析了其对堆肥过程和品质的影响，探讨了微塑料的释放潜力以及堆肥和塑料际ARGs的变化。研究结果表明在60天的非受控堆肥过程中，BDPs的分子量下降60%以上，高温期分子量下降的速率最快，降温后腐熟阶段BDPs降解不显著。通过视觉观察和化学分级提取法得出堆肥过程中BDPs降解释放了微塑料并不断累积。通过密度浮选和湿式筛分对堆肥固体中的微塑料丰度进行了定量，微塑料（0.1-5 mm）产生潜力约为134.6 ± 18.1 particles/mg (BDPs)，将导致堆肥中微塑料含量增加至10³–10⁴ particles/g dw（文献报道目前堆肥中微塑料丰度为2-20 particles/g dw）。最终堆肥样品中ARGs丰度与BDPs添加丰度显著正相关。BDPs塑料际表面选择富集的降解功能微生物同时为ARGs的潜在宿主，堆肥各阶段塑料际上ARGs丰度显著高于对照组(0.95 ~ 16.76)，导致共堆肥中ARGs丰度升高(1.34 ~ 2.24)。堆肥过程中，BDPs通过不完全降解产生了大量的微塑料，并在塑料际选择富集ARGs的宿主，提高了ARGs的垂直转移和水平转移，促进了ARGs的传播。文章提供了BDPs堆肥处理过程中降解特性与ARGs变化相关的见解，有助于制定针对BDPs更好的收集、管理和处理处置政策。

全文链接地址：https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108291

该论文发表在SCI一区刊物Environment International（影响因子：11.8）。我院2020级环境工程博士研究生张雨辰为第一作者，谢冰教授为通讯作者。