一群机器人如何帮助解决五大湖的塑料污染问题

一群机器人如何帮助解决五大湖的塑料污染问题据TheVerge报道,在多伦多港口附近的安大略湖的浑浊水域中,一股垃圾流向漂浮在水中的一个圆形、管状的装置。一块白色的聚苯乙烯泡沫塑料撞上了装置的边缘。然后,在一个流畅的动作中,它翻滚到边缘。海洋植物的卷须环绕着废物,看起来泡沫塑料可能进入了一个通往海底世界的入口。相反,这个装置是通往一个不那么神秘--但却很重要的目的地的门户:垃圾场。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327341.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1327341.htm

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科学家早就发现了吃塑料的虫子,为什么至今没有推广开来?

科学家早就发现了吃塑料的虫子,为什么至今没有推广开来?其实,气候学家很早就预言这个“垃圾带”的存在,但是直到1997年,一个名叫查尔斯·摩尔参加一场赛艇比赛时发现了它,摩尔描述自己看到了无边无际塑料垃圾。在过去20年里,我们产生了大约25亿吨塑料垃圾,而且目前对塑料的需求还在逐年增长,如今大约每年都要生产3.8亿吨的塑料,预计到了2060年,这一数字或将再增加两倍。虽然塑料很好用,它的可塑性很强,但是它的回收率不高,最重要的是它难以自然降解,最长的降解时间可能达到500年。解决塑料垃圾的问题,其实已经是迫在眉睫了,如果不能有效处理掉这些垃圾,用不了多少时间,地球的许多地方都将被塑料覆盖,包括海洋和陆地。最重要的是,微塑料不仅污染环境,而且它还会跟随食物链影响全球所有生物,无论你是生活在喜马拉雅山山顶,还是马里亚纳海沟都无法幸免。好消息是,从上个世纪开始,科学家就已经注意到一些虫子和微生物是可以吃掉塑料。然而,如你所见,科学家发现了很多处理塑料的生物,但是从来没有一个地方将这些生物真正投入到使用,这到底是为什么呢?图:细胞群落在PET上生长生物真的能处理塑料吗?首先,我们现在使用的塑料有很多种,但大多都是聚合物,它是由所谓重复单体结构单元制成的细长分子,它们相互交联形成耐用、可塑的网格。而这些聚合物都是由碳基单体制成的,因此理论上大部分塑料都可以是生物优秀的食物来源。但与天然聚合物——例如植物中的纤维素不同,塑料通常不被生物降解,这和塑料出现的时间有很大关系,塑料的历史差不多只有70来年,生物根本没有太多时间进化出必要的“工具包”来处理这些东西。但是,现在有许多研究都已经表明,全球范围内,许多微生物都正在获得这个“工具包”来利用这种免费且丰富的能量。其实,利用生物降解塑料并不是什么前沿的研究或者发现,早在上世纪,科学家就已经发现了许多能够处理塑料的微生物。其中最出名的应该是恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida),它们是基因工程的产物,人为赋予它们降解复杂碳氢化合物的能力,于1971年被制造出来,然后经常被用于处理海洋的石油泄漏(我们的塑料基本是来自石油)。第二种非常出名的吃塑料的是一种虫子——黄粉虫,这种虫子其实挺普遍的,但直到2015年科学家才发现它们非凡的能力,据信是有科学家在蜂巢中发现它们在啃食蜂蜡,经过后续研究才发现它们具有处理聚苯乙烯的能力。聚苯乙烯的主要应用就是我们平时看到那种白色泡沫,黄粉虫并不是自己消化聚苯乙烯,而是它们肠道的微生物。不过,有科学团队把它们体内处理聚苯乙烯的微生物群落提取出来,结果降解聚苯乙烯的能力大打折扣。每100条黄粉虫每天可以消耗34-39毫克聚苯乙烯,最主要的是,仅喂食聚苯乙烯的黄粉虫和喂食传统食物的黄粉虫之间没有发现差异。最近还有一些研究发现,泡沫中一些对生物有毒的物质,也不会影响黄粉虫,可以说,它们确实是非常好的塑料处理生物。不仅如此,黄粉虫作为家畜和宠物的食物来源的应用还非常普遍,也就用塑料喂养黄粉虫还能有商业价值。但就是这样,黄粉虫依然没有得到大的推广。为什么吃塑料的虫子没有被广泛推广?我们前面提到的恶臭假单胞菌,现在有石油泄漏也不喜欢用它处理了,其实原因很简单,它们是石油的“公害”,它们会无差别处理泄漏的石油和正常的石油。如果它们得到广泛使用的话,很可能对未开采的石油造成影响,这是没人愿意看到的。这便是这些吃塑料生物的第一个问题,它们很可能会污染还不属于垃圾的塑料制品。第二个问题是,这些生物就像黄粉虫吃聚苯乙烯一样,它们大多只能处理特定的某一种塑料而我们使用的塑料有很多种。如果回收中心想要使用这种方法处理塑料,那么工作人员需要按材料对垃圾进行分类,这是一个复杂的过程,成本也很高。最后还有一个致命的问题,就是这些生物的处理效率实在是太糟糕了,目前还远无法达到我们产生塑料垃圾的速度。最近日本的科学家发现了一种能够处理PET的微生物——大阪堺菌(Ideonellasakaiensis)。PET是最广泛的塑料之一——大部分饮料瓶都是由它制成,同时它还是最广泛的化工纤维之一,我们大部分人穿的服装都是由PET制成,你平时听到的聚酯纤维通常就是指它。如果有生物能够处理这种塑料的话,那确实非常不错,然而,据信大阪堺菌处理一块钉子大小的塑料最起码要6天时间。效率还是比较糟糕的,如果在相对安全的环境下(比如垃圾处理厂里)让它们来处理PET的话,那么老早垃圾堆积如山。总得来说,用微生物处理塑料是一个趋势,所以有这么多科研团队正在这方面做努力,但目前还不算特别成熟。但或许也用不了多少年吧,生物处理塑料垃圾就会变得相当普及。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403749.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1403749.htm

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真菌可能是解决塑料垃圾问题的答案

真菌可能是解决塑料垃圾问题的答案研究人员发现了一种可以分解聚乙烯塑料的真菌物种,这些真菌通常分解难以降解的硬木,但他们也能够降解聚乙烯。相关研究发表在《PLOSONE》上。实验中,真菌对塑料的降解能力甚至超过了对木材的降解能力。此外,研究人员还发现,在没有木材的情况下,真菌对塑料的降解能力更强。这项研究为利用真菌大规模分解塑料垃圾提供了可能性,但要实现这一目标还需要进一步的研究和发展。在此之前,我们应尽可能使用可生物降解材料并进行塑料回收。参考:来源:ViaDaneelGod投稿:@ZaiHuaBot频道:@TestFlightCN

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机器学习帮助分离可堆肥和传统塑料垃圾

机器学习帮助分离可堆肥和传统塑料垃圾一次性塑料在我们的生活中无处不在,以各种形式出现,如食品容器、咖啡杯和塑料袋。尽管某些塑料被设计成在受控条件下进行生物降解,但它们仍然是有问题的,因为它们往往与传统塑料相似。当这些可堆肥塑料回收不当时,它们会污染塑料废物流,导致回收效率下降。此外,可回收的塑料经常被误认为是可堆肥的,导致堆肥被污染。伦敦大学学院(UCL)的研究人员在《可持续发展前沿》(FrontiersinSustainability)上发表了一篇论文,他们使用机器学习来自动分类不同类型的可堆肥和可生物降解塑料,并将它们与传统塑料区分开来。该研究的通讯作者MarkMiodownik教授评价说:"准确度非常高,允许该技术在未来可行地用于工业回收和堆肥设施。"研究人员使用了不同类型的塑料,尺寸在50mm乘50mm和5mm乘5mm之间。传统的塑料样品包括PP和PET,通常用于食品容器和饮料瓶,以及LDPE,除其他外,用于塑料袋和包装。可堆肥塑料样品包括PLA和PBAT,用于杯盖、茶袋和杂志包装;以及棕榈叶和甘蔗,这两种生物质衍生材料用于生产包装。这些样品被分为训练集和测试集,前者用于建立分类模型,后者用于检查准确性。结果显示成功率很高:当样品的尺寸超过10mm乘10mm时,该模型对所有材料都达到了完美的准确性。然而,对于尺寸为10mm乘10mm或更小的甘蔗衍生或棕榈叶基材料,错误分类率分别为20%和40%。在测量5毫米乘5毫米的碎片时,一些材料的识别率比其他材料更可靠:对于LDPE和PBAT碎片,错误分类率为20%;而两种生物质衍生材料的错误识别率为60%(甘蔗)和80%(棕榈叶)。然而,该模型能够无误地识别PLA、PP和PET碎片,而不受样品测量的影响。"目前,大多数可堆肥塑料在传统塑料的回收中被作为污染物处理,降低了它们的价值。应用Trommel和密度分选来筛选堆肥,减少其他材料的存在。然而,目前筛选过程中的污染物水平高得令人无法接受,"Miodownik解释说。"可堆肥包装的优势只有在它们被工业化堆肥,并且不进入环境或污染其他废物流或土壤的情况下才能实现。"为了提高准确性,包括NutchaTeneepanichskul、HelenHailes教授和UCL塑料废物创新中心的Miodownik在内的科学家团队测试了不同类型的传统塑料、可堆肥塑料和可生物降解塑料,使用高光谱成像(HSI)进行分类模型开发。HSI是一种成像技术,在扫描不同材料的同时检测其不可见的化学特征,产生一个逐像素的样品化学描述。人工智能模型被用来解释这些描述并进行材料识别。回收和工业堆肥过程中的塑料管理不善,使得可靠的分拣机制至关重要。Miodownik指出:"问题在于目前识别的速度太低,无法在工业规模上实施。然而我们可以并将改进它,因为自动分拣是使可堆肥塑料成为回收的可持续替代品的关键技术"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350745.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1350745.htm

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会食用塑料的真菌被认为可以在未来解决聚乙烯污染问题

会食用塑料的真菌被认为可以在未来解决聚乙烯污染问题主要是由于它作为包装的寿命很短,而且会被其他塑料污染,在路边收集的PP在到达回收设施时往往不会被分离出来,所以最终会被填埋。2015年,全世界生产了7500万吨(6800万吨)PP,其中只有1%被回收利用。但帮助可能就在眼前,这要归功于悉尼大学的研究人员在一些不起眼的真菌的帮助下开发的一种新的回收技术。该研究的主要作者AmiraFarzanaSamat说:"迄今为止,塑料污染是我们时代最大的废物问题之一。绝大多数的塑料没有得到充分的回收,这意味着它经常在我们的海洋、河流和填埋场中结束。据估计,世界上的河流中已经积累了1.09亿吨(1.2亿吨),世界上的海洋中现在有3000万吨(3300万吨)--有消息来源估计这将很快超过鱼类的总质量。"研究人员转而求助在土壤和植物中常见的两种真菌:土曲霉和Engyodontiumalbum。"真菌具有令人难以置信的多功能性,已知能够分解几乎所有的基质,"该研究的共同作者DeeCarter说。"这种超能力是由于它们产生了强大的酶,这些酶被排出并用于将底物分解成更简单的分子,然后真菌细胞可以吸收。"PP用紫外线、热或芬顿试剂中的一种进行预处理,芬顿试剂是一种过氧化氢和亚铁的酸性溶液,通常用于氧化污染物。在一个培养皿中,真菌随后被应用到经过处理的PP上,并使用显微镜分析其恶化程度。研究人员发现,当PP经过紫外线或加热预处理时,真菌能够更有效地分解它。真菌对PP的处理速度相对较快,30天内减少了21%,90天内减少了25%到27%。被真菌"吃掉"之前(左)和之后(右)的预处理过的聚乙烯悉尼大学该研究的通讯作者AliAbbas说:"我们需要支持开发颠覆性的回收技术,以改善塑料的循环性,特别是那些由生物过程驱动的技术,比如我们的研究。需要注意的是,我们的研究还没有对实验条件进行任何优化,所以还有很大的空间来进一步减少这种降解时间"。进一步的研究将确定这种真菌驱动的降解的生化过程,但目前,研究人员计划在寻求投资者以实现商业化之前,提高他们的降解方法的效率。该研究发表在《NPJ材料降解》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355411.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1355411.htm

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五大湖区今年异常小的冰面面积打破了历史纪录

五大湖区今年异常小的冰面面积打破了历史纪录2023年2月13日,由NOAA-20卫星的可见光红外成像辐射套件(VIIRS)拍摄的五大湖区的积雪覆盖图像。当NOAA-20卫星上的可见光红外成像辐射套件(VIIRS)在2月13日获得这张图片时,湖泊上的冰盖是7%。这是自1973年开始用卫星记录以来,在这一天测得的最低冰盖。仅有的一点冰覆盖在湖泊的海岸线上。可以看到一条冰带穿过休伦湖的萨吉诺湾。在伊利湖,暴风雨掀起的沉积物漩涡使湖水呈现出大理石般的外观。1973-2023空气温度是影响五大湖区冰盖的主要因素。根据美国国家冰雪中心的数据,五个湖泊中的每个湖泊在2023年1月都经历了比平均气温更高的温度。根据NOAA的数据,整个美国毗连地区的平均温度为35.2华氏度(比平均温度高5.1度),使2023年1月成为历史上第六个最温暖的1月。在2月初,在寒流的带动下,整个大湖流域的冰层范围短暂地跃升至21%,最大的冰盖通常发生在2月中旬和3月初。湖上的冰盖每年都有变化。但是,由NOAA的GLERL的冰雪气候学家JiaWang领导的一项分析显示,跨越44年的下降趋势。在12月1日至4月30日的冬季期间,五大湖区的平均冰盖在1973年至2017年期间下降了69%。人类活动的变暖在这几十年的下降中发挥了作用。但是,一个更大的因素是太平洋和大西洋上空的自然气候变异模式:北大西洋涛动、大西洋多年度涛动、太平洋多年度涛动和厄尔尼诺-南方涛动。Wang说:"每年我们都要看这四种模式来模拟冰盖,现在,太平洋十年涛动和北大西洋涛动一起造成了大湖区的变暖。"文中美国宇航局地球观测站的图像由JoshuaStevens拍摄,使用来自美国宇航局EOSDISLANCE、GIBS/Worldview和联合极地卫星系统(JPSS)的VIIRS数据和来自NOAA-大湖环境研究实验室的湖冰数据。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345217.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1345217.htm

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研究发现海底成了塑料污染的“水库” 预估数量多达1100万吨

研究发现海底成了塑料污染的“水库”预估数量多达1100万吨CSIRO的高级研究科学家丹尼斯・哈德斯蒂博士说,这是第一次估计有多少塑料垃圾最终在海底堆积,然后被分解成更小的碎片,混合到海洋沉积物中。图/CSIRO哈德斯蒂博士说:“我们知道,每年有数百万吨塑料垃圾进入我们的海洋,但我们不知道的是,这些污染中有多少最终进入了海底。”“我们发现海底已经成为大多数塑料污染的休息地或水库,估计有300万至1100万吨塑料沉入海底。”“虽然之前对海底的微塑料有过估计,但这项研究关注的是更大的物品,从网和杯子到塑料袋,以及介于两者之间的一切。”领导这项研究的多伦多大学博士研究生AliceZhu女士表示,“根据最近的估计,海底塑料污染的估计可能是海洋表面漂浮塑料量的100倍。海洋表面是塑料的临时安息地,所以如果我们能阻止塑料进入海洋,塑料的数量就会减少。”“然而,我们的研究发现,塑料将继续最终进入深海,成为海洋塑料污染的永久归宿或沉没地。”科学数据用于建立两个预测模型来估计海底塑料的数量和分布――一个基于远程操作车辆(rov)的数据,另一个基于底部拖网的数据。根据ROV数据,估计海底有300万至1100万吨塑料污染。ROV的结果还显示,塑料团块聚集在大陆周围――全球海底预测的塑料团块中约有一半(46%)位于200米深度以上。从200米到11000米的海洋深度包含了剩余的预测塑料质量(54%)。尽管内陆和沿海海域的面积比海洋小得多(分别占地球面积的11%和56%),但据预测,这些地区的塑料质量与海底其他地方一样多。“这些发现有助于填补长期以来关于塑料在海洋环境中的行为的知识空白。了解塑料在深海中运输和积累背后的驱动力,将有助于为减少来源和环境修复工作提供信息,从而降低塑料污染可能对海洋生物造成的风险。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426738.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1426738.htm

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