| 李真,何文清,刘恩科,周经纶,刘勤,严昌荣.聚乙烯地膜降解过程与机理研究进展[J].农业环境科学学报,2019,38(2):268-275. |
| 聚乙烯地膜降解过程与机理研究进展 |
| A review on polyethylene mulch film degradation |
| 投稿时间：2018-03-27 修订日期：2018-06-27 |
| DOI：10.11654/jaes.2018-0404 |
| 中文关键词: 聚乙烯 非生物降解 生物降解 降解机理 微生物 |
| 英文关键词: polyethylene abiotic degradation biodegradation degradation mechanism microorganism |
| 基金项目:国家自然科学基金项目（31871575）；科技部政府间国际科技创新合作重点专项（2017YFE0121900）；中国农业科学院基本科研业务费专项（Y2018PT61） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 李真 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081
农业农村部农膜污染防控重点实验室, 北京 100081 | | | 何文清 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081
农业农村部农膜污染防控重点实验室, 北京 100081 | | | 刘恩科 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081
农业农村部农膜污染防控重点实验室, 北京 100081 | | | 周经纶 | 山东大学化学与化工学院特种功能聚集体材料教育部重点实验室, 山东 250100 | | | 刘勤 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081
农业农村部农膜污染防控重点实验室, 北京 100081 | | | 严昌荣 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081
农业农村部农膜污染防控重点实验室, 北京 100081 | yanchangrong@caas.cn |
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| 中文摘要: |
| 为探讨聚乙烯地膜的降解过程及影响因素，从聚乙烯材料的分子结构与特性入手，结合国内外最新研究进展，系统论述了聚乙烯分子的降解过程、产物、机理与作用因素。文章指出聚乙烯分子较高的结晶度与相对分子质量、较强的疏水性与分子间作用力是导致其难以降解的主要因素；其中，聚乙烯分子间共价键的氧化断裂是整个降解过程的限速反应。环境中较强的光能、热能、机械作用力等能够促进聚乙烯分子键的氧化断裂，使聚乙烯分子非结晶区及小型结晶区域解聚成亲水性低聚物或小分子，并最终在微生物作用下完全分解为CO2、H2O、CH4、生物质等微生物代谢产物。深入系统开展聚乙烯分子降解机理的系统研究，不仅可以科学评价残留地膜对环境的影响，而且能够指导聚乙烯地膜配方改进，降低聚乙烯地膜残留污染。 |
| 英文摘要: |
| To provide insight on the degradation process of polyethylene mulch films, the progress of the most recent studies were widely reviewed, and a systematic analysis was conducted on the degradation pathway, product, mechanism, and influencing factors of polyethylene mulch films based on its molecular structure and physicochemical properties. It was noted that the high crystallinity, molecular weight, hydrophobicity, and strong intermolecular bond made polyethylene hard to degrade naturally; molecular oxidation was the initial and rate-limiting step in the chain scission and degradation pathway. Many studies showed that high ultraviolet radiation, heat, and mechanical forces could accelerate the oxidative degradation of polyethylene molecular bond, causing depolymerization of non-crystalline and small crystalline parts to hydrophilic monomers or oligomers, which would break down further to CO2, H2O, CH4, biomass, or other microbiotic metabolites through microorganism bioassimilation. Thorough examination of the pathways and mechanisms that are involved in polyethylene degradation could provide support for the scientific evaluation of the potential environmental hazards that are caused by mulch film residuals and potentially limit mulch film residue pollution by modifying the formulation of mulch film. |
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