科学家首次在考古土壤样本中发现微塑料污染的证据

科学家首次在考古土壤样本中发现微塑料污染的证据 研究小组在七米多深的沉积物中发现了微小的微塑料颗粒，这些样本的年代可以追溯到公元一世纪或二世纪初，发掘时间为 20 世纪 80 年代末。原地保护考古学一直是一代人管理历史遗址的首选方法。然而，研究小组表示，这些发现可能会促使人们重新思考，因为微小的颗粒可能会损害保存下来的遗迹。微塑料是微小的塑料颗粒，从 1 微米（千分之一毫米）到 5 毫米不等。微塑料的来源很广泛，有破碎的较大塑料碎片，也有在塑料制造过程中使用的树脂颗粒，在 2020 年之前，美容产品中经常使用这些颗粒。这项研究发表在《全环境科学》杂志上，由约克大学和赫尔大学共同完成，并得到了教育慈善机构约克考古学会的支持。研究的意义约克大学考古系的约翰-肖菲尔德（John Schofield）教授说："这是一个重要的时刻，它证实了我们本应预料到的事实：以前被认为是原始考古沉积物的地方，调查的时机已经成熟，但事实上却受到了塑料的污染，其中包括 20 世纪 80 年代末采样和储存的沉积物。""我们熟悉海洋和河流中的塑料。但在这里，我们看到我们的历史遗产中含有有毒元素。这种污染在多大程度上损害了这些沉积物的证据价值，以及它们的国家重要性，这就是我们下一步要努力查明的问题"。研究人员在当代和存档样本中发现了 16 种不同的微塑料聚合物类型。资料来源：约克考古学会约克考古学会首席执行官大卫-詹宁斯补充说："我们认为微塑料是一种非常现代的现象，因为我们真正听说微塑料是在最近 20 年，理查德-汤普森教授在 2004 年揭示，自 20 世纪 60 年代以来，随着战后塑料生产的蓬勃发展，微塑料已经在我们的海洋中普遍存在。这项新研究表明，这些微粒已经渗入考古沉积物中，而且与海洋一样，这种情况很可能在类似时期就已经发生，1988 年在约克威灵顿行采集和存档的土壤样本中就发现了这些微粒"。研究在当代样本和存档样本中发现了 16 种不同的微塑料聚合物类型。"考古学关注的是微塑料如何损害考古沉积物的科学价值。我们保存最完好的遗迹例如在铜门发现的维京人遗址在持续1000多年的厌氧水涝环境中，有机材料保存得非常好。微塑料的存在会改变土壤的化学性质，可能会引入导致有机遗骸腐烂的元素。"戴维-詹宁斯补充说："如果是这样的话，就地保护考古可能就不再合适了。"研究小组表示，鉴于这些人造化学物质对考古沉积物的潜在影响，进一步研究微塑料的影响将是考古学家的当务之急。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现微塑料的最新健康风险：能穿透皮肤屏障

科学家发现微塑料的最新健康风险：能穿透皮肤屏障 新的研究表明，为阻燃而添加到塑料材料中的有毒化学物质可通过皮肤接触微塑料进入人体。这项研究首次提供了实验证据，证明微塑料中作为添加剂的化学物质会渗入人体汗液，然后通过皮肤被吸收，进入血液。许多用作阻燃剂和增塑剂的化学物质已被禁用，因为有证据表明它们会对健康造成不良影响，包括损害肝脏或神经系统、致癌和危及生殖健康。但是，这些化学物质仍然存在于环境中的旧电子产品、家具、地毯和建筑材料中。虽然人们对微塑料造成的危害还不完全了解，但人们越来越关注微塑料作为人类接触有毒化学物质的渠道所发挥的作用。研究小组在去年发表的一项研究中证明，微塑料中的化学物质会渗入人体汗液中。现在的研究表明，这些化学物质也能从汗液中穿过皮肤屏障被人体吸收。在实验中，研究小组使用创新的3D人体皮肤模型来替代实验动物和切除的人体组织。这些模型在 24 小时内暴露于两种常见形式的微塑料中，这些微塑料含有多溴联苯醚（PBDEs），这是一种常用于阻燃塑料的化学物质。发表在《国际环境》上的研究结果表明，皮肤可吸收多达 8%的化学物质，水份较多或"出汗较多"的皮肤吸收的化学物质水平较高。这项研究首次提供了实验证据，说明这一过程是如何改变体内有毒化学物质水平的。现就职于布鲁内尔大学的 Ovokeroye Abafe 博士在伯明翰大学就读期间开展了这项研究。他说"微塑料在环境中无处不在，但我们对它们可能造成的健康问题仍然知之甚少。我们的研究表明，它们是有害化学物质的'载体'，可以通过皮肤进入我们的血液。这些化学物质具有持久性，因此，如果持续或经常接触它们，就会逐渐积累到开始造成危害的程度"。伯明翰大学环境科学副教授、该项目的主要研究者穆罕默德-阿卜杜拉博士说："这些研究结果为监管机构和政策制定者提供了重要的证据，有助于完善有关微塑料的立法，保护公众健康免受有害接触的危害。"该论文的共同作者Stuart Harrad教授补充说："这项研究为我们了解接触微塑料对人体健康造成的风险迈出了重要一步。在我们研究成果的基础上，还需要开展更多的研究，以充分了解人类接触微塑料的不同途径，以及如何降低接触微塑料的风险。"在未来的研究中，研究小组计划调查微塑料可能导致有毒化学物质进入人体的其他途径，包括吸入和摄入。这项工作由欧盟"地平线2020"研究与创新计划的玛丽-居里研究奖学金资助。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现现存已知最古老的海洋植物 通过无性繁殖活跃了1400多年

科学家发现现存已知最古老的海洋植物 通过无性繁殖活跃了1400多年 这种创新的基因时钟检测法有可能被广泛应用于各种物种，包括珊瑚、藻类以及芦苇和覆盆子等陆生植物。他们的研究结果发表在《自然生态与进化》杂志上。基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel）海洋生态学教授、研究负责人托斯滕-罗伊施博士（Thorsten Reusch）解释说："无性繁殖作为一种替代性繁殖模式，在动物界、真菌界和植物界都很普遍。这些所谓的克隆物种通过分枝或出芽的方式产生基因相似的后代，其大小往往达到一个足球场或更大。不过，这些后代的基因并不完全相同。"GEOMAR 研究人员领导的研究小组之前的工作已经表明，体细胞突变会在无性繁殖后代中积累，这一过程与癌症类似。现在，Reusch 教授、Benjamin Werner 博士（伦敦玛丽女王大学）和 Iliana Baums 教授（奥尔登堡大学亥姆霍兹海洋生物功能多样性研究所）领导的研究小组利用这种突变积累过程开发出了一种新型分子钟，可以高精度地确定任何克隆的年龄。基尔大学的研究人员在罗伊施教授的领导下，将这一新颖的时钟应用于从太平洋到大西洋和地中海广泛分布的海草 Zostera marina（大叶藻）的全球数据集。特别是在北欧，研究小组发现克隆体的年龄可达数百年，与大橡树的年龄相当。最老的种群来自波罗的海，已有1402岁。尽管环境恶劣且多变，但这一无性繁殖出来的个体还是达到了如此高的年龄。波罗的海的海草种群，这不是一个生物种群，而是无性繁殖形成的。图片来源：Pekka Tuuri这些对克隆物种的新年龄和寿命估计填补了一个重要的知识空白。特别是在海洋生境中，珊瑚和海草等许多基本生境形成物种可以进行无性繁殖，它们的克隆体可以变得非常大。从母体克隆中不断产生基因相同但物理上分离的小芽或片段，意味着这些物种的年龄和大小是不相关的。现在，这项新研究提供了一种工具，可以对这些克隆进行高精度的日期测定。托尔斯滕-罗伊施说："这些数据反过来又是解决保护遗传学中一个长期存在的难题的先决条件，即为什么如此大的克隆能够在多变和动态的环境中持续存在。"一旦获得高质量的鳗草基因组信息，工作就可以开始了。这项研究的另一个关键因素是，加州大学戴维斯分校（UC Davis）的同事在他们的培养槽中保存了一个海草克隆长达 17 年之久，作为一个校准点。"这篇论文展示了癌症进化生物学家和海洋生态学家之间的跨学科互动如何能够带来新的见解，"昆士兰大学数学与癌症进化讲师本杰明-维尔纳（Benjamin Werner）博士说，他主要研究肿瘤的体细胞进化，而肿瘤也是克隆发育的。HIFMB 分子生态学家 Iliana Baums 教授补充说："我们现在可以将这些工具应用于濒危珊瑚，以制定更有效的保护措施，我们迫切需要这些措施，因为前所未有的热浪威胁着珊瑚礁。"托尔斯滕-罗伊施说："我们预计，延伸超过十公里的其他海草物种及其Posidonia属的克隆体将显示出更高的年龄，从而成为地球上迄今为止最古老的生物。这些将是下一个研究对象。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝”

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝” 改造过的细菌可将聚乙烯作为食物来源，在最新研究中，研究人员对这种细菌进行了改造，使其能将聚乙烯转化为丝蛋白，且其制造丝蛋白的效率和产量能与传统用于制造丝蛋白的细菌菌株相媲美。不过，细菌并不能直接发酵聚乙烯，需要对塑料进行“简化”，研究团队在压力下加热塑料，使其解聚，得到了一种柔软、蜡质的物质。然后在烧瓶底部涂上一层塑料蜡，作为细菌的营养来源，改造后的细菌就能吃进这种塑料，吐出“蜘蛛丝”。研究人员表示，蜘蛛丝是大自然的凯夫拉纤维，强度几乎和钢一样，但密度是钢的6倍，所以它非常轻。作为一种生物塑料，它具有柔韧、无毒、可生物降解等特性，是避免持续塑料污染的绝佳材料。 ... PC版： 手机版：

科学家发现海洋天气与全球气候之间的联系

科学家发现海洋天气与全球气候之间的联系 本杰明-斯托尔（Benjamin Storer）绘制的这幅插图显示了海洋天气系统（中尺度涡）与大气驱动的气候尺度洋流（黑线）的叠加数据。图像显示了这些海洋天气系统在与气候尺度相互作用时是如何被激活（红色）或削弱（蓝色）的，其模式与全球大气环流如出一辙。图片来源：罗切斯特大学/本杰明-斯托尔（Benjamin Storer领衔作者本杰明-斯托尔（Benjamin Storer）是阿鲁埃湍流与复杂流研究小组的副研究员，他说，海洋的天气模式与我们在陆地上经历的天气模式类似，但时间和长度尺度不同。陆地上的天气模式可能持续几天，宽度约为 500 公里，而海洋天气模式（如漩涡）持续三到四周，但大小只有陆地上的五分之一。"长期以来，科学家们一直猜测，海洋中这些无处不在、看似随机的运动会与气候尺度发生沟通，但一直都很模糊，因为不清楚如何拆分这个复杂的系统来测量它们之间的相互作用，"阿鲁伊说。"我们开发了一个框架，正好可以做到这一点。我们的发现与人们的预期不同，因为它需要大气层的调节"。该小组的目标是了解能量是如何通过海洋中的不同通道传递到整个地球的。他们使用了阿鲁伊在2019年开发的一种数学方法，该方法随后被斯托尔和阿鲁伊应用到高级代码中，使他们能够研究从地球周长到10公里的不同模式的能量传递。这些技术随后被应用于来自先进气候模型和卫星观测的海洋数据集。研究显示，海洋天气系统在与气候尺度相互作用时，既会被激发，也会被削弱，其模式与全球大气环流如出一辙。研究人员还发现，赤道附近一个名为"热带辐合带"的大气带产生了全球 30% 的降水，导致大量能量转移，并产生海洋湍流。斯托尔和阿鲁伊说，研究在多个尺度上发生的如此复杂的流体运动并非易事，但它比以往将天气与气候变化联系起来的尝试更有优势。他们认为，研究小组的工作为更好地理解气候系统提供了一个前景广阔的框架。"全球变暖和不断变化的气候是如何影响极端天气事件的，这引起了很多人的兴趣，"阿鲁伊说。"通常，此类研究工作基于统计分析，需要大量数据才能对不确定性有信心。我们正在采取一种基于机理分析的不同方法，这种方法减轻了其中一些要求，使我们能够更容易地了解因果关系"。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

新型生物塑料吸管在海洋中的降解速度比纸还快

新型生物塑料吸管在海洋中的降解速度比纸还快 世界卫生组织国际研究所（WHOI）的一项研究表明，一些可生物降解吸管在海洋环境中可在 16 周内降解 50%，是传统塑料的可持续替代品，有助于减少海洋污染。吸管是海岸线上最常见的塑料垃圾之一。随着塑料产品的生产、消费和处理不断增加，科学家和制造商们正在开发替代材料，这些材料既能发挥同样的功效，又不会加剧持续的环境塑料污染。但并非所有塑料都是一样的不同的制造商有不同的基础聚合物配方（如聚乳酸（PLA）和聚丙烯（PP））和化学添加剂。这意味着不同的塑料配方在环境中的表现不同，在海洋中的分解速度也不同。伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的科学家们一直在努力量化各种塑料制品的环境寿命，以回答一个悬而未决的问题：吸管在海洋中的寿命有多长？吸管是最常见的海洋垃圾来源之一。研究人员说，我们对塑料在海洋中的持续时间缺乏确切的了解，但科学支持放弃使用这种材料。图片来源：Bryan James/©伍兹霍尔海洋研究所吸管降解的测试和结果在发表于《美国化学学会可持续化学与工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）的一篇新论文中，世界卫生组织（WHOI）的科学家科林-沃德（Collin Ward）、布莱恩-詹姆斯（Bryan James）、克里斯-雷迪（Chris Reddy）和孙彦辰（Yanchen Sun）将不同类型的塑料和纸质饮管进行了对比，看看哪种塑料在近海降解最快。他们与生物塑料制造公司伊士曼（Eastman）的科学家合作，后者为这项研究提供了资金、共同作者和材料。沃德说："我们对塑料在海洋中的寿命缺乏确切的了解，因此我们一直在设计测量这些材料降解速度的方法。事实证明，在这种情况下，有一些生物塑料吸管实际上降解得相当快，这是个好消息。"世卫组织环境系统实验室对不同类型材料制成的吸管进行了为期16周的降解观察。吸管放置的水箱中不断有来自玛莎葡萄园湾的海水流入。图片来源：Rachel Mann/©伍兹霍尔海洋研究所生物可降解吸管的发展前景他们采用的方法是将八种不同类型的吸管悬浮在马萨诸塞州玛莎葡萄园湾持续流动的海水中。这种方法还控制了温度、光照和其他环境变量，以模拟自然海洋环境。在 16 周的时间里，对所有吸管的降解迹象进行了监测，并对吸管上生长的微生物群落进行了特征描述。詹姆斯说："我的兴趣一直是了解塑料的命运、持久性和毒性，以及我们如何利用这些信息设计出对人类和地球更有益的下一代材料。我们拥有独特的能力，可以在环境系统实验室的水箱中将海洋环境带到陆地上。它为我们提供了一个非常受控的天然海水环境。"他们测试了由CDA、聚羟基烷酸酯（PHA）、纸、聚乳酸和聚丙烯制成的吸管。在吸管浸没在水箱中的几周内，CDA、PHA 和纸吸管降解了多达 50%，预计在近海的环境寿命为 10-20 个月。聚乳酸和聚丙烯吸管则没有明显的降解迹象。吸管材料对环境的影响随后，科学家们比较了两种由 CDA 制成的吸管一种是固体，另一种是泡沫，均由伊士曼公司提供。用泡沫 CDA 制成的吸管是一个原型，目的是观察增加表面积是否会加速分解。他们发现，泡沫吸管的降解速度比固体吸管快 184%，因此预计的环境寿命比纸质吸管短。詹姆斯说："这种泡沫吸管的独特之处在于，它的预期使用寿命比纸质吸管短，但却保留了塑料吸管或生物塑料吸管的特性，"作者说，与纸质吸管相比，泡沫吸管有望成为传统塑料吸管的替代品，因为纸质吸管在海洋中会迅速降解，但却会因潮湿而影响用户体验。工业与环境视角"这项研究为吸管制造商在选择吸管材料时提供了明智、透明的数据，因而具有极大的价值。"伊士曼企业创新副总裁杰夫-卡贝克（Jeff Carbeck）说："更重要的是，它让我们确信，基于CDA的吸管不会加剧持续的塑料污染，同时也表明吸管制造商致力于提供可持续产品，降低对海洋生物的风险。"塑料带来的持久挑战科学支持摒弃传统塑料材料。塑料污染会对人类和生态系统造成危害，塑料工业也是气候变化的主要因素之一，其整个生命周期内的温室气体排放量约占总排放量的 4%至 5%。在过去的 50 年里，塑料垃圾在全球海洋和海洋食物链中变得无处不在，因此，我们必须找到可持续利用、有助于从线性经济向循环经济转变、并能在意外泄漏到环境中时分解的新材料。"虽然有些人力主摒弃塑料，但现实情况是塑料将继续存在。我们正在努力接受这样一个事实，即这些材料将被消费者使用，然后我们可以与公司合作，尽量减少这些材料泄漏到环境中造成的影响，"Ward 说。合作促进可持续解决方案"我们认识到测试、验证和了解基于CDA的产品的海洋降解的重要性，但缺乏必要的资源，"Carbeck说。"我们知道世卫组织海洋研究所拥有专业知识和设施，因此我们参与了应对这一挑战的合作努力。这种伙伴关系展示了产学合作在推进共同目标和产生积极影响方面的力量。"研究小组还发现，降解吸管上的微生物群落对每种吸管材料来说都是独一无二的。然而，尽管化学结构大相径庭，两种非降解吸管上的微生物群落却相同。这进一步证明，本地微生物正在降解可生物降解的吸管，而不可生物降解的吸管可能会在海洋中持续存在。沃德说："我们对塑料污染对海洋健康的影响的认识还很不确定，这主要是因为我们不知道这些材料的长期命运。他和研究团队的其他成员计划继续测量塑料材料的降解性，希望能为塑料行业的下一步发展提供指导。与材料制造商合作有很多优势，包括可以使用分析设施，了解和接触他们的材料，而这些是在自己的孤岛上工作所无法获得的。"我们试图优化他们的产品，使其在环境中降解，最终造福地球。"主要收获 并非所有塑料制品都是一样的，有些塑料制品在海洋中的寿命比其他塑料制品长。世卫组织工业研究所的科学家们多年来一直致力于量化各种塑料制品的环境寿命，以确定哪些塑料制品在海洋中的寿命最短，哪些最长。为了确定哪些塑料制品会在海洋中持续存在，研究小组在重现自然海洋环境的大型水箱中对不同产品进行了测试。他们首先关注的是饮用水吸管，因为吸管是海滩清理中发现的最常见的塑料垃圾形式之一。作者发现，由二醋酸纤维素（CDA）、聚羟基烷酸酯（PHA）和纸制成的吸管在 16 周内降解了多达 50%。它们都有独特的微生物群落，有助于分解材料。伊士曼公司用发泡 CDA 制作的原型吸管比固体吸管降解得更快，这意味着改变吸管的表面积可以加快降解过程。科学支持摒弃持久性塑料，因此，确保新材料在泄漏到环境中时能够分解，并且不会进一步污染海洋就变得更加重要。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：