科学家在阿尔卑斯山和北极地区发现可在低温下消化塑料的微生物

科学家在阿尔卑斯山和北极地区发现可在低温下消化塑料的微生物但是这个问题有一个可能的解决方案：找到专业的冷适应微生物，其酶在较低的温度下工作。来自瑞士联邦研究所的科学家们知道到哪里去寻找这样的微生物：在他们国家的阿尔卑斯山的高海拔地区，或者在极地地区。他们的研究结果发表在《微生物学前沿》杂志上。第一作者JoelRüthi博士说："在这里我们表明，从高山和北极土壤的'质层'中获得的新型微生物分类群能够在15°C的温度下分解可生物降解的塑料"，他目前是WSL的客座科学家。"这些生物可能有助于降低塑料的酶促回收过程的成本和环境负担"。Rüthi及其同事在格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和瑞士对生长在自由放置或故意埋藏的塑料（在地下保存一年）上的19种细菌和15种真菌进行了采样。斯瓦尔巴群岛的大部分塑料垃圾是在2018年瑞士北极项目期间收集的，学生们在那里进行实地考察，亲眼目睹了气候变化的影响。瑞士的土壤是在MuotdaBarbaPeider山顶（2979米）和ValLavirun山谷中收集的，这两个地方都位于格劳宾登州。科学家们让分离出的微生物作为单株培养物在实验室中于15°C的黑暗环境下生长，并使用分子技术对其进行鉴定。结果显示，细菌菌株属于放线菌门和变形菌门的13个属，真菌属于子囊菌门和粘菌门的10个属。令人惊讶的结果然后，他们使用一套检测方法来筛选每个菌株消化不可生物降解的聚乙烯（PE）和可生物降解的聚酯-聚氨酯（PUR）以及聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）和聚乳酸（PLA）这两种市售可生物降解的混合物的能力。即使在这些塑料上培养了126天，没有一个菌株能够消化PE。但是19种（56%）菌株，包括11种真菌和8种细菌，能够在15℃下消化PUR，而14种真菌和3种细菌能够消化PBAT和PLA的塑料混合物。核磁共振（NMR）和基于荧光的检测证实，这些菌株能够将PBAT和PLA的聚合物切成更小的分子。Rüthi说："让我们非常惊讶的是，我们发现很大一部分被测菌株能够降解至少一种被测塑料。"表现最好的是Neodevriesia和Lachnellula属的两个未定性真菌物种：它们能够消化除PE以外的所有测试塑料。结果还显示，大多数菌株消化塑料的能力取决于培养基，每个菌株对四种测试的培养基都有不同的反应。消化植物聚合物的能力的副作用消化塑料的能力是如何演变的？由于塑料从20世纪50年代起才出现，降解塑料的能力几乎可以肯定不是自然选择最初所针对的特征。"实验已经证明，微生物可以产生各种聚合物降解酶，参与植物细胞壁的分解。特别是，植物病原真菌经常被报道用于生物降解聚酯，因为它们有能力产生角蛋白酶，而角蛋白酶由于与植物聚合物角蛋白相似而以塑料聚合物为目标，"最后一位作者BeatFrey博士解释说，他是WSL的高级科学家和小组负责人。由于Rüthi等人只测试了15°C下的消化，他们还不知道成功菌株的酶在哪种最佳温度下工作。弗雷说："但我们知道，大多数测试的菌株可以在4°C和20°C之间良好生长，最佳温度在15°C左右。下一个巨大的挑战将是确定微生物菌株产生的塑料降解酶，并优化过程以获得大量的蛋白质。此外，可能需要进一步修改酶，以优化蛋白质稳定性等特性"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362263.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362263.htm

科学家发明一种强度更高、可回收的塑料

科学家发明一种强度更高、可回收的塑料新的可生物降解聚酯由于其出色的化学和生物降解能力以及令人印象深刻的机械性能，有可能被用作一种可持续的、环境友好的热塑性材料，可以很容易地被回收。常见的高密度聚乙烯（HDPE）是一种特别坚固和耐用的材料。它的热塑性能归功于其分子链的内部结构，这些分子链以结晶方式排列，由于范德华力而产生了额外的吸引力。这些分子链也是纯碳氢化合物。结晶性和碳氢化合物含量的结合意味着有能力降解塑料的微生物无法进入分子链将其分解。德国康斯坦茨大学的StefanMecking及其同事的研究小组现在已经开发出一种聚酯，它的结晶度与高密度聚乙烯相似，而且还保留了其有益的机械性能。与聚乙烯不同，聚酯还含有理论上可以被化学或酶降解的功能团。然而，在正常情况下，聚酯的结晶度越高（即与高密度聚乙烯越相似），它就越不容易被生物降解。该团队对他们发明的结晶聚酯在接触到酶时的降解速度感到惊讶。Mecking解释说："我们用自然环境中存在的酶测试了降解，它比我们的参考材料快一个数量级。不仅仅是酶溶液降解了该材料：土壤微生物也能够完全堆肥该聚酯。"但究竟是什么让这种聚酯纤维具有如此特殊的生物降解性呢？研究小组能够确定乙二醇的重大贡献，乙二醇是聚酯的组成成分之一。Mecking补充说。"这种构件实际上在聚酯中非常常见。它提供了高熔点，但它也增加了这些类似聚乙烯材料的降解性"。由于其良好的化学和生物降解性，再加上其机械性能，这种新的聚酯可以作为一种可回收的热塑性材料找到应用，对环境的影响最小。Mecking补充说，最终目标是进行闭环化学回收，将塑料分解成原材料并生产新塑料。该团队设计的这种塑料的额外好处是，如果有任何材料在这个闭环中进入环境，它们可以进行生物降解，不会留下持久的影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345227.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345227.htm

科学家利用细菌制造可再生、无限循环的塑料

科学家利用细菌制造可再生、无限循环的塑料科学家们成功地利用微生物生产出了可回收塑料的成分，为有限的、污染环境的石化产品提供了一种环境友好型替代品。由于大多数塑料无法回收利用，而且许多塑料都是使用有限的、对环境有害的石化产品制造的，因此塑料垃圾带来了巨大的挑战。PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374329.htm

科学家发现海洋会将微塑料释放到大气中

科学家发现海洋会将微塑料释放到大气中奥尔登堡大学海洋环境化学与生物学研究所（ICBM）博士生、论文第一作者伊莎贝尔-戈斯曼（IsabelGoßmann）说："通过我们的研究，我们首次展示了海洋大气中不同类型塑料的质量负荷数据。研究小组是在2021年乘坐"海因克号"考察船进行考察期间采集这些样本的。"最北端的目的地是熊岛，这是斯瓦尔巴群岛最南端的岛屿，位于大陆和群岛最大岛屿斯匹次卑尔根岛的中间。研究小组使用两种不同的设备收集空气样本。这些装置主动抽入空气，安装在研究船船头12米高处。科学家们使用热解-气相色谱-质谱法对空气样本进行了分析。利用这种方法，他们能够通过热降解和选择性分析来识别和量化大气中不同类型的塑料。然后，他们进行了模型计算，重建了颗粒的来源和分布路径，每个颗粒的大小仅为千分之几毫米。分析结果显示，聚酯颗粒无处不在。所有样本中都检测到了聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒，这种颗粒可能是以纺织纤维的形式进入大气的。其他类型的塑料也存在，包括聚丙烯聚碳酸酯和聚苯乙烯。轮胎磨损颗粒，即行驶过程中特别是制动过程中轮胎磨损的微小碎片被确定为微塑料的另一个主要来源。研究人员测得每立方米空气中的微塑料浓度高达37.5毫微克（1毫微克=十亿分之一克）。"这些污染物无处不在。即使在偏远的极地地区，我们也能发现它们，"Goßmann强调说。"到目前为止，人们对海洋大气中包括轮胎磨损颗粒在内的微塑料污染水平知之甚少。"团队负责人Scholz-Böttcher说："关于这些污染物在空气中浓度的研究屈指可数。我们的模型计算表明，海洋大气中的微塑料直接来自陆地和海洋。研究小组认为，漂浮在海面附近的塑料微粒是通过海雾和暴风雨天气中产生的爆裂气泡等进入大气层的。"微塑料会通过河流进入海水，但也会通过大气层--例如，微粒会被雨水冲出大气层。另一个潜在来源是船舶交通：在早前的一项研究中，肖尔茨-博特彻领导的研究小组证明，在开阔的北海，船舶上使用的油漆和涂料是微塑料的主要来源。在目前的研究中，空气样本中也发现了聚氨酯和环氧树脂等化学品，这些化学品通常用于船舶油漆和涂料中。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377935.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377935.htm

有毒的“搭车者”：微塑料如何带着重金属穿越我们的河流

有毒的“搭车者”：微塑料如何带着重金属穿越我们的河流塑料碎片扩散到自然环境中是一场生态灾难。随着塑料垃圾进入陆地和海洋环境，其中大部分是由于管理不善，颗粒被风化和分解，逐渐变得太小而不容易被收集和分离。由于重量轻、密度低、弹性大，它们的传播速度极快。虽然它们在很大程度上是惰性的，但科学家们现在发现，它们也可以成为任何可能被它们吸收的东西的有效载体，包括致命的污染物。现在正在进行大量的研究，研究它们可能帮助运输什么样的毒素，以及它们是如何做到的。(a-c)和(k-m)分别显示了从环境中收集的聚苯乙烯泡沫颗粒和制造的聚苯乙烯泡沫颗粒，使用扫描电子显微镜(SEM)以不同的放大倍数成像。(d-e)和(n-o)显示了相同的两类颗粒的组成，从能量色散X射线光谱学中发现。资料来源：东京都立大学由东京都立大学地理系的附属研究员BatdulamBattulga博士和东京都立大学的MasayukiKawahigashi教授领导的团队一直在研究在流经蒙古乌兰巴托的Tuul河沿岸不同地点收集的聚苯乙烯泡沫颗粒的特性。由于首都的持续发展，由建筑材料产生的塑料垃圾已经在环境中无处不在，特别是用于绝缘的聚苯乙烯泡沫。研究人员对这些微小的碎片进行了一系列的诊断，以确定它们是如何变化的，以及它们现在含有什么。他们发现了一系列原始材料中不存在的金属污染物，特别是大量的铜和铬。他们发现了与城市中特定的土地使用或工业有关的金属的强烈信号，例如玻璃和陶瓷制造中使用的化学品以及来自废水处理厂的富含污染物的沉积物。他们还详细研究了颗粒本身的物理特性。颗粒的扫描电子显微镜（SEM）图像显示，暴露在环境中大大改变了颗粒的表面特性，产生了裂缝、孔和坑。许多图像还显示了矿物晶体颗粒，表明粗糙的表面如何成为从环境中吸收的无机污染物的家。他们还发现了生物膜的痕迹，即粘附在表面的细菌层。众所周知，这种薄膜在其表面形成电荷和化学基团，可以有效吸收金属污染物。结合金属在中等大小（5-20毫米）的颗粒中比在微小大小（<5毫米）的颗粒中更强的积累，研究小组得出结论，这些表面特征在塑料碎片的重金属收集中起着关键作用。通过深入了解金属被吸附在塑料碎片上的机制，该团队希望能够掌握塑料污染物在我们环境中的影响范围，以及它们可能带来的隐藏危险。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369859.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369859.htm

研究：紫外线升级处理可帮助聚苯乙烯回收商实现收支平衡

研究：紫外线升级处理可帮助聚苯乙烯回收商实现收支平衡据NewAtlas报道，将塑料废弃物升级改造成更有价值的产品是一个很好的想法，但有些形式的材料比其他材料更适合这一过程。聚苯乙烯处于问题较多的一端，但弗吉尼亚理工大学的一个研究小组希望通过一种新颖的方法来改变这种状况，将其转化为具有相对高价值的产品。聚苯乙烯是聚苯乙烯泡沫塑料的主要成分，它很轻，有浮力，耐水，而且坚硬。这使得它成为一种流行的材料，从包装、豆袋填充物到钓鱼平台的内饰，但其不可生物降解的特性意味着，像其他塑料一样，负责任地处理它是一个真正的挑战。虽然有可能回收聚苯乙烯，但剩下的产品价值很小，这使得这一过程在任何有意义的规模上都是不现实的。这个过程是否可以改进，使其不仅帮助回收中心实现收支平衡，而且生产出比它们开始时更有价值的东西？在弗吉尼亚理工大学化学副教授刘国良的领导下，弗吉尼亚理工大学团队开发了一种新的、更有成效的聚苯乙烯回收方法。该技术首先将材料置于紫外光下，然后将其暴露在氯化铝中，氯化铝作为一种低成本的催化剂。这个过程产生了所谓的二苯基甲烷，一种用于药物开发、化妆品和塑料制造的有机化合物。二苯基甲烷的市场价格比目前可以用回收的聚苯乙烯制造的产品高10倍。化学家们与商业专家合作，对这可能对未来的回收中心产生的影响进行了计算，并得出结论：二苯基甲烷的高价值确实可以使聚苯乙烯的收集和加工成为一项可行的事业。科学家们在他们的论文中写道：“因此，这种低价值输入和高价值输出的方法比传统的热加工工艺更具有可持续性和经济可行性，后者在高温、高压条件下操作，并使用贵金属催化剂，但产生低价值的低聚物、单体和普通芳香剂。”这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308183.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308183.htm