四川大学王亚楠教授/李霞副研究员 ACS Sustainable Chem. Eng.：堆肥法评价不同鞣制皮革的生物降解性：一种高效且多维度的策略

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四川大学制革清洁技术国家工程实验室石碧院士团队王亚楠教授课题组基于堆肥降解、微生物群落分析以及植物毒性评估，为鞣制皮革的生物降解性构建了一种高效且多维度的评价策略。

皮革行业将肉类加工业副产物生皮转化为成高价值的皮革制品，为经济和社会的发展作出了重要贡献。生物降解性不仅是衡量鞣制皮革可持续性的关键指标，更是推动皮革工业实现绿色与可持续发展的核心要素。然而，现有的生物降解性评价方法存在测试周期长和评价维度单一的问题。为此，四川大学制革清洁技术国家工程实验室石碧院士团队王亚楠教授课题组基于堆肥降解、微生物群落分析以及植物毒性评估（图1），为鞣制皮革的生物降解性构建了一种高效且多维度的评价策略。

首先，探究了堆肥对不同鞣制皮革生物降解率的影响，结果发现双醛海藻酸钠（OSA）、氧化淀粉-铝锆配合物（TWLZ）、两性醛鞣剂（TWS）和铬（Cr）鞣剂鞣制的皮革，在堆肥40天后，生物降解率分别可达96%、91%、46%和14%（图2）。其中，生物质基鞣剂TWLZ和OSA鞣革在堆肥降解30天时的生物降解率，就已分别达到95%和90%，可见堆肥对其实现了高效的生物降解。同时，TWLZ和OSA鞣革的外观和纤维网络受损严重，原纤维D周期消失，原纤维内的孔隙结构被破坏（图3）。可见，无铬鞣皮革（尤其是生物质基鞣剂鞣制皮革）的生物降解性，远高于铬鞣皮革。此外，解析鞣制皮革的氨基酸含量在堆肥前后的变化规律（图4），发现鞣制皮革的蛋白质降解性能与其鞣剂的种类密切相关。

宏基因组测序结果表明，放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）是降解鞣制皮革的主要微生物（图5）。此外，鞣制皮革对大麦没有毒性，而高水平的铬鞣革降解产物会轻微抑制叶绿素的合成（图6）。将油菜种植于分别添加50% TWLZ、OSA、TWS及Cr鞣皮革堆肥产物的土壤中，21天后的相对鲜重分别达到125.7%、115.7%、114.4%和87.2%。植物毒性评价表明，无铬鞣皮革堆肥产物不仅无生态毒性，还能促进大麦和油菜的生长。

该研究通过耦合堆肥降解、微生物群落组成解析及植物毒性评估等方法，成功构建了一种高效且多维度的鞣制皮革生物降解性评价策略，并有力论证了鞣制皮革的可持续性。值得注意的是，无铬鞣皮革，尤其是以生物质基鞣剂鞣制的皮革，兼具极高的生物降解性和优异的可持续性，在皮革工业的绿色与可持续发展中展现出显著的优势与广阔的前景。