新型贝莱斯芽孢杆菌M1同步降解聚苯乙烯微塑料与杀菌剂多菌灵的生物修复潜力

　　本研究针对环境中聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）与多菌灵（MBC）复合污染难题，从污染土壤中分离出兼具双重降解能力的贝莱斯芽孢杆菌M1。通过60天降解实验证实，该菌株对单一污染物（1000 mg/L）的降解效率分别达PS-MPs 10.8%和MBC 56.6%，共暴露条件下仍保持显著活性。结合SEM、FTIR、HPLC等多维表征技术，首次揭示了微生物同步降解PS-MPs与MBC的机制，为复合有机污染治理提供了创新性微生物资源。

　　

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论文解读

在塑料工业蓬勃发展的今天，聚苯乙烯（PS）作为全球年产量占比7.1%的重要塑料，其衍生的微塑料（<5 mm）已成为土壤中常见的"顽固分子"。这些带有苯环结构（C₈
H₈
)_n
的颗粒不仅改变土壤理化性质，还能吸附重金属和抗生素形成"污染炸弹"。与此同时，农业杀菌剂多菌灵（MBC）因其长达12个月的半衰期，在土壤中持续累积。更棘手的是，研究发现聚乙烯微塑料能将MBC的半衰期从6.31天延长至14.20天，二者"狼狈为奸"加剧生态风险——既抑制作物生长，又对蚯蚓等土壤生物产生协同毒性。面对传统物理化学处理方法成本高、易二次污染的困境，微生物修复技术被视为破局关键，但此前尚未发现能同步降解PS-MPs与MBC的"全能型"菌株。

针对这一科学难题，来自贵州的研究团队从重度污染土壤中分离出一株"双料降解能手"——贝莱斯芽孢杆菌M1。通过16S rDNA测序鉴定其与Bacillus velezensis CBMB205相似度达99.93%。研究采用多尺度分析技术：通过SEM观察PS表面侵蚀形貌，FTIR检测官能团变化，GPC测定分子量分布，WCA分析亲水性变化，TGA评估热稳定性；对MBC则采用HPLC定量残留浓度，结合SEM-FTIR解析细菌作用机制。

主要研究结果

1. 降解效率突破：单一污染条件下，M1对1000 mg/L PS-MPs和MBC的60天质量减少率分别达10.8±0.95%和56.64±0.60%；共暴露时仍保持6.60±0.85%（PS）和34.70±2.52%（MBC）的降解能力，证明其抗干扰特性。

2. PS降解证据链：SEM显示PS表面出现明显孔洞和裂纹；FTIR检测到羰基（C=O）和羟基（-OH）新峰，证实氧化反应发生；GPC揭示分子量降低（Mw从288600 Da减少）；WCA从98°降至82°表明亲水性增强；TGA显示降解产物热稳定性下降。

3. MBC代谢特征：HPLC检测到MBC特征峰强度减弱，伴随新代谢峰出现；FTIR谱图中苯环骨架振动峰（1610 cm^-1
   ）减弱，暗示苯环开环降解。

讨论与启示
该研究首次报道了贝莱斯芽孢杆菌降解PS-MPs与MBC的双重能力，其降解机制可能涉及：1）分泌胞外酶切断PS高分子链；2）通过β-酮己二酸途径代谢苯环结构；3）水解MBC的氨基甲酸酯键。值得注意的是，共降解效率的降低提示两种污染物可能存在竞争抑制，这为后续研究污染物互作机制提供了方向。

这项发表于《Journal of Hazardous Materials》的成果具有三重意义：在理论上，拓展了对微生物代谢塑料-农药复合污染的认识边界；在方法上，建立了微生物降解PS-MPs的多维表征体系；在应用上，为开发"一菌多治"的生物修复制剂奠定了菌种基础。未来研究可聚焦于优化菌株降解性能、解析关键酶系统，并探索其在真实污染场地的应用潜力，为打赢净土保卫战提供新的"微生物武器"。