塑料的昆蟲(chóng)生物降解理論與技術(shù)
本書(shū)結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)秀成果以及作者課題組多年來(lái)在塑料生物降解領(lǐng)域的結(jié)晶,總結(jié)并提出了昆蟲(chóng)生物塑料降解領(lǐng)域的新觀點(diǎn)和新理論,內(nèi)容新穎、信息量大、理論體系和脈絡(luò)完整嚴(yán)謹(jǐn)。這既是對(duì)傳統(tǒng)塑料生物降解技術(shù)的有益補(bǔ)充,又是指導(dǎo)昆蟲(chóng)對(duì)典型塑料高聚物的生物降解和資源化水平提高的有效途徑,可以有效地提升我國(guó)塑料生物降解的研究水平與能力。
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2011.3-2015.4 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程 博士
2009.9-2011.2 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程 碩士
2005.9-2009.6 吉林建筑大學(xué) 給水排水專業(yè) 學(xué)士2015.11-2017.11 美國(guó)斯坦福大學(xué) 博士后
2015.6-2017.12 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)工作站 博士后
2017.12-至今 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 副研究員
2020.7-至今 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 博士生導(dǎo)師
2023.3-至今 哈工大市政環(huán)境國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 副主任水污染控制理論技術(shù)及智能化應(yīng)用研究、流域生態(tài)治理與修復(fù)技術(shù)、方法與評(píng)估、難降解污染物定向轉(zhuǎn)化及降解機(jī)制解析和創(chuàng)新技術(shù)研究黑龍江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)自然科學(xué)類二等獎(jiǎng)1. 受聘國(guó)際期刊Environmental Science & Ecotechnology首屆青年編委(IF=12.6/Q1);
2. 受聘《給水排水》第一屆青年編委;
3. 受聘《中國(guó)給水排水》第二屆青年編委;
4. 受聘國(guó)際期刊Frontiers in Microbiology(IF=6.064/Q1),客座編輯;
5. 受聘國(guó)際期刊Materials(IF= 3.748/Q1),客座編輯;
6. 受聘中節(jié)能天融科技有限公司“城市水系統(tǒng)智能化建設(shè)工作”青年專家顧問(wèn);
7. 城市水資源與水環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成員;
8. 環(huán)境生物技術(shù)黑龍江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成員;
9. 擔(dān)任Nature communication、Water research、Environmental Science & Technology、Applied Catalysis B: Environmental等國(guó)際期刊審稿人。
目錄
1 緒論 1
1.1 塑料的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 1
1.1.1 塑料的發(fā)展歷史 1
1.1.2 塑料的生產(chǎn)現(xiàn)狀 3
1.1.3 塑料的使用現(xiàn)狀 6
1.2 塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分類 7
1.2.1 聚烯烴塑料聚合物(C—C骨架聚合物) 9
1.2.2 雜原子塑料聚合物 13
1.2.3 可生物降解塑料聚合物 17
1.3 塑料的環(huán)境污染現(xiàn)狀及問(wèn)題 21
1.3.1 塑料對(duì)水環(huán)境的污染問(wèn)題 23
1.3.2 塑料對(duì)土壤的污染問(wèn)題 26
1.3.3 塑料對(duì)人體健康的危害 27
1.3.4 塑料污染的處理處置方法 29
1.4 塑料的相關(guān)政策 34
1.4.1 國(guó)內(nèi)相關(guān)政策 34
1.4.2 國(guó)際相關(guān)政策 36
參考文獻(xiàn) 38
2 塑料生物降解技術(shù)研究概況——文獻(xiàn)計(jì)量可視化分析 42
2.1 引言 42
2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源和分析方法 44
2.2.1 數(shù)據(jù)收集 44
2.2.2 數(shù)據(jù)分析 45
2.3 塑料生物降解研究文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析 45
2.3.1 文獻(xiàn)發(fā)表趨勢(shì)分析 45
2.3.2 學(xué)科層面的研究趨勢(shì)分析 47
2.3.3 主要研究國(guó)家分析 48
2.4 塑料生物降解研究前沿及發(fā)展趨勢(shì)分析 50
2.4.1 參考文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類分析 50
2.4.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析 53
2.4.3 突現(xiàn)詞分析 54
2.4.4 關(guān)鍵詞時(shí)序演變特征分析 55
2.5 結(jié)束語(yǔ) 58
參考文獻(xiàn) 59
3 微生物對(duì)塑料的生物降解 66
3.1 塑料的微生物降解技術(shù) 66
3.2 微生物對(duì)塑料生物降解的研究進(jìn)展 67
3.2.1 聚苯乙烯塑料的生物降解研究進(jìn)展 67
3.2.2 聚乙烯塑料的生物降解研究進(jìn)展 68
3.2.3 聚丙烯塑料的生物降解研究進(jìn)展 71
3.2.4 聚氨酯塑料的生物降解研究進(jìn)展 76
3.2.5 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯塑料的生物降解研究進(jìn)展 79
3.2.6 聚氯乙烯塑料的生物降解研究進(jìn)展 82
3.3 結(jié)束語(yǔ) 84
參考文獻(xiàn) 85
4 昆蟲(chóng)對(duì)塑料的生物降解 93
4.1 塑料的昆蟲(chóng)降解技術(shù) 93
4.2 塑料生物降解的表征方法 96
4.3 擬步甲科(鞘翅目)對(duì)塑料的生物降解 98
4.3.1 黃粉蟲(chóng) 98
4.3.2 黑粉蟲(chóng) 102
4.3.3 大麥蟲(chóng) 103
4.3.4 其他擬步甲科昆蟲(chóng) 104
4.4 其他昆蟲(chóng) 107
4.4.1 蟑螂 107
4.4.2 蚯蚓 112
4.4.3 蝸牛 113
4.5 塑料的解聚模式 114
4.6 塑料理化特性的影響 115
4.7 昆蟲(chóng)降解塑料的生物毒性 116
4.8 昆蟲(chóng)腸道菌群 117
4.8.1 抗生素抑制 118
4.8.2 功能酶 119
4.8.3 功能菌 119
4.9 結(jié)束語(yǔ) 122
參考文獻(xiàn) 125
5 典型鞘翅目擬步甲科粉甲蟲(chóng)屬昆蟲(chóng)降解塑料研究 135
5.1 黃粉蟲(chóng)對(duì)PS 的嚙食-降解能力研究 136
5.1.1 黃粉蟲(chóng)對(duì)PS 的嚙食-降解能力 136
5.1.2 黃粉蟲(chóng)礦化和同化PS 的證據(jù) 138
5.1.3 黃粉蟲(chóng)對(duì)PS 生物降解的腸道組學(xué)研究 139
5.1.4 黃粉蟲(chóng)腸道細(xì)菌降解PS 的特性 139
5.1.5 不同喂食條件對(duì)黃粉蟲(chóng)降解PS 的影響 142
5.1.6 黃粉蟲(chóng)降解PS 的生物固氮作用 145
5.1.7 黃粉蟲(chóng)降解PS 的概念模式 148
5.2 黃粉蟲(chóng)和黑粉蟲(chóng)對(duì)PE 的嚙食-降解能力研究 149
5.2.1 黃粉蟲(chóng)和黑粉蟲(chóng)對(duì)PE 的嚙食-降解能力 149
5.2.2 黃粉蟲(chóng)和黑粉蟲(chóng)降解PE 的相關(guān)證據(jù) 151
5.2.3 黃粉蟲(chóng)和黑粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)生物降解不同理化性質(zhì)的PE 粉末 155
5.2.4 補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)黃粉蟲(chóng)和黑粉蟲(chóng)降解PE 效能的影響 161
5.2.5 嚙食PE 的黃粉蟲(chóng)和黑粉蟲(chóng)腸道組學(xué)研究 166
5.2.6 黃粉蟲(chóng)和黑粉蟲(chóng)腸道菌群和生物降解PE 機(jī)制 171
5.3 黃粉蟲(chóng)對(duì)PP的嚙食-降解能力研究 171
5.3.1 黃粉蟲(chóng)對(duì)PP的嚙食-降解能力 171
5.3.2 黃粉蟲(chóng)對(duì)PP的生物降解 172
5.3.3 黃粉蟲(chóng)對(duì)不同分子量高純度PP 的消耗及解聚/生物降解 175
5.3.4 腸道微生物和幼蟲(chóng)宿主對(duì)PP生物降解的作用 182
5.4 黃粉蟲(chóng)對(duì)PET的嚙食-降解能力研究 188
5.4.1 黃粉蟲(chóng)對(duì)PET的嚙食能力 188
5.4.2 黃粉蟲(chóng)對(duì)PET的生物降解 191
5.4.3 黃粉蟲(chóng)幼蟲(chóng)對(duì)不同分子量PET的消耗及降解 192
5.4.4 黃粉蟲(chóng)腸道微生物及宿主對(duì)PET降解的作用 198
5.5 黃粉蟲(chóng)對(duì)PVC的嚙食-降解能力研究 209
5.5.1 PVC微塑料的消耗去除情況 209
5.5.2 黃粉蟲(chóng)降解PVC微塑料的幼蟲(chóng)生理反應(yīng) 210
5.5.3 黃粉蟲(chóng)降解PVC微塑料證明與表征 212
5.5.4 黃粉蟲(chóng)降解PVC腸道微生物測(cè)序與分析 214
5.6 黃粉蟲(chóng)對(duì)PLA的嚙食-降解能力研究 215
5.6.1 黃粉蟲(chóng)降解PLA的消耗去除情況 215
5.6.2 黃粉蟲(chóng)攝食消化PLA后的生理反應(yīng) 217
5.6.3 黃粉蟲(chóng)降解PLA證明與表征 218
5.6.4 黃粉蟲(chóng)降解PLA腸道組學(xué)研究 219
5.7 黃粉蟲(chóng)對(duì)PBAT的嚙食-降解能力研究 222
5.7.1 黃粉蟲(chóng)降解PBAT的消耗去除情況 222
5.7.2 黃粉蟲(chóng)攝食消化PBAT后的生理反應(yīng) 223
5.7.3 黃粉蟲(chóng)降解PBAT證明與表征 226
5.8 大麥蟲(chóng)對(duì)典型聚烯烴類塑料的嚙食-降解能力研究 227
5.8.1 大麥蟲(chóng)降解PS和PE的情況 227
5.8.2 大麥蟲(chóng)對(duì)塑料生物降解的腸道組學(xué)研究 230
5.8.3 大麥蟲(chóng)腸道中PS降解菌株的分離培養(yǎng) 231
參考文獻(xiàn) 233
6 典型鱗翅目螟蛾科大蠟螟蟲(chóng)降解塑料研究 247
6.1 大蠟螟對(duì)PS的嚙食-降解能力及其腸道組學(xué)研究 249
6.1.1 大蠟螟對(duì)PS的嚙食-降解能力 249
6.1.2 嚙食PS的大蠟螟腸道組學(xué)研究 252
6.1.3 嚙食PS的大蠟螟降解產(chǎn)物 254
6.2 大蠟螟對(duì)PS的嚙食-降解能力及其腸道組學(xué)研究 255
6.2.1 大蠟螟對(duì)PS的嚙食-降解能力 255
6.2.2 嚙食PS的大蠟螟腸道組學(xué)研究 256
6.3 大蠟螟降解聚乙烯的菌株的篩選及鑒定 257
6.4 大蠟螟降解PS的菌株篩選 264
6.4.1 初步篩選具有PS降解能力的菌株 265
6.4.2 PS 膜表面生物膜的觀察 267
參考文獻(xiàn) 271