问题描述

聚酯纤维纺织品生产和制备过程中脱落的微纤维，被认为是环境微塑料的主要来源。近年来，微塑料的危害逐渐引起人们重视。目前，微塑料的环境降解问题已经成为全球关注的热点问题。生物降解是解决微塑料问题的根本途径，但是目前聚酯纤维高效生物降解的方法仍待研究。

问题背景

作为近来在全球备受瞩目的新型污染物，微塑料被称为海洋中的“PM 2.5”。“微塑料（microplastics）”概念最早是由Thompson 等人2004年在Science发表文章中提出的。目前国际上将尺寸小于5 mm的塑料微纤、碎片、颗粒称为微塑料，尺寸在1~100 nm的塑料碎片称为纳米级微塑料。

在海洋环境中，微塑料中占有主导地位的是尺寸为20 μm~1 cm的纤维材料，而且在20~999 μm与1~999 nm尺寸范围内的微塑料中，聚酯微塑料占有很高的比例。在礁石区域的微塑料中，高达86%为合成纤维，而在珊瑚礁鱼类的体内聚酯是最丰富的聚合物类型。

聚酯微塑料按来源可分为初级聚酯微塑料和次级聚酯微塑料两种。初级聚酯微塑料是指在生产或者使用过程中产生的微米级尺寸塑料，例如，洗护用品中掺杂的塑料颗粒或日常衣物、地毯等合成纤维纺织品在洗涤过程中脱落的纤维。次级聚酯微塑料一般指环境中的大型塑料以及合成纤维在水流、风力、土壤磨损的自然条件下，经过物理、化学和生物等作用下碎片化分解而形成的物质，例如紫外线辐射和高温导致塑料制品碎片化形成的微塑料。

微塑料体积小，具有吸附污染物的能力。通过食物链的积聚，微塑料污染不仅影响和威胁着海洋生物的生长，还将威胁其他物种甚至人类的健康。因此，如何控制微塑料的释放，尤其是如何进行微塑料的消减，成为重要的环境问题。

自2011年起，联合国环境规划署开始持续关注海洋中的微塑料污染问题，2014年6月召开的首届联合国环境大会将海洋塑料污染列为近10年中最值得关注的十大紧迫环境问题之一。2016年联合国第二次环境大会进一步从国际法规和政策层面推动了对于海洋微塑料的管理和控制。

当前微塑料有关的研究主要集中在形成机制、毒性分析、控制策略等方面，但是微塑料的消减手段才是问题的重点。研究微塑料在土壤、湖泊、海洋等生境下的环境降解，制定微塑料的消减措施，是解决微塑料问题的关键。

充分发挥自然条件下的物理、化学、生物作用，使微塑料进一步碎片化，进而分解为可被微生物摄入的小分子物质，进入微生物胞内代谢，完成微塑料最终分解，由此实现微塑料的彻底消减，是解决微塑料问题的发展方向。

最新进展（截止问题发布年度）

虽然，近年来聚酯纤维才被认为是微塑料的重要源头。但是对聚酯的生物降解研究早在二十世纪九十年代末就开始了，国内外都有机构在从事相关研究。近年来，人们已经选育出能以聚酯膜或颗粒作为唯一碳源的微生物菌株，实现了聚酯生物降解研究的重大突破。

与纤维素纤维等容易被生物降解的纤维材料不同，聚酯纤维结晶度高，分子结构中没有亲水基团，其致密结构和高度疏水的表面，是造成难以降解的根本原因。作为一种化学合成材料，较之天然产物，聚酯出现的时间还很短，自然界还来不及进化出能分解PET的微生物。因此，缺乏可用于聚酯高效生物催化剂是PET生物降解研究进展缓慢的直接原因。但对聚酯生物催化机理研究的缺乏是制约该研究开展的深层次原因。

聚酯生物降解研究一直进展缓慢，直接原因是缺乏可用于聚酯生物催化的高效生物催化剂，但对聚酯生物催化机制研究的缺乏是制约该研究开展的深层次原因。

聚酯生物降解中，胞外酶对大分子链的作用是聚酯生物催化过程的限速步骤。虽然对聚酯分解酶的关键结构区域有关研究已经开始，但对聚酯生物转化的途径、微生物基因型与功能表型关系研究等亟待开展。鉴于微塑料最终被汇集在海洋，对聚酯降解菌进行环境适应性改造，也是十分必要的。

重要意义

微塑料极易被生物当作饵料而误食，在食物链传递过程中，对生物产生的危害，如无法被消化也不容易排出体外的微塑料，在海洋生物的消化道中长期累积，导致营养不良甚至因无法摄食而死亡；微塑料自身的化学毒性以及从环境中吸附的化学毒物，可能会对摄食的生物产生直接伤害，并且可能在食物链中的各个水平生物体内富集。

微塑料还可能造成入侵物种及病原微生物的传播。在水体中的微塑料相对于漂浮的藻类和其它生物残骸等自然基质，它的性质更加稳定，能搭载附着在表面的微生物流动，其中包含的部分有害微藻和水产致病菌，可能对生态系统产生影响。

作为水产的各种淡水和海洋生物摄取微塑料后被人体食用，会造成微塑料在人体的累积，对人体健康产生难以预期的负面影响。因此，探索聚酯纤维微塑料的生物降解途径，实现聚酯纤维微塑料的安全、彻底去除，对环境保护与人类健康具有重要意义。

另外，聚酯生物降解的实现对于其他难降解人造高分子材料的绿色处理具有典型的示范效应与引领作用。