一种生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯

一种生活在海洋中的真菌可以分解塑料聚乙烯塑料颗粒（红色）被海洋真菌Parengyodontiumalbum定殖。图片来源：AnnikaVaksmaa/NIOZ真菌Parengyodontium与其他海洋微生物一起生活在海洋塑料垃圾的薄层中。荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)的海洋微生物学家发现，这种真菌能够分解塑料聚乙烯(PE)的颗粒，聚乙烯是海洋中含量最多的塑料。NIOZ的研究人员与乌得勒支大学、海洋清理基金会以及巴黎、哥本哈根和瑞士圣加仑的研究机构的同事合作。这一发现使这种真菌加入了一个非常短的塑料降解海洋真菌名单:迄今为止只发现了四种。人们已经知道有更多的细菌能够降解塑料。准确地跟踪降解过程研究人员在北太平洋的塑料污染热点地区寻找塑料降解微生物。从收集到的塑料垃圾中，他们通过在实验室中含有标记碳的特殊塑料上生长来分离海洋真菌。Vaksmaa:“这些所谓的13C同位素在食物链中仍然可追溯。它就像一个标签，使我们能够跟踪碳的去向。然后我们可以在降解产物中追踪它。”Vaksmaa对这一新发现感到兴奋:“这项研究在科学上的突出之处在于，我们可以量化降解过程。”在实验室里，Vaksmaa和她的团队观察到P.album对PE的分解速度约为每天0.05%。“我们的测量还表明，真菌在分解聚乙烯时不会使用太多来自聚乙烯的碳。P.album使用的大部分PE被转化为二氧化碳，真菌再次排出二氧化碳。”虽然二氧化碳是一种温室气体，但这一过程并不会带来新的问题:真菌释放的二氧化碳量与人类呼吸时释放的二氧化碳量一样少。只有在紫外线的作用下研究人员发现，阳光的存在对真菌利用聚乙烯作为能量来源至关重要。Vaksmaa:“在实验室中，P.album只能分解暴露在紫外线下至少很短时间的PE。这意味着在海洋中，真菌只能降解最初漂浮在海面附近的塑料，”Vaksmaa解释说。“我们已经知道，紫外线本身会机械地分解塑料，但我们的研究结果表明，它也会促进海洋真菌对塑料的生物分解。”还有其他真菌由于大量不同的塑料在暴露在阳光下之前会沉入更深的层，P.album将无法将它们全部分解。Vaksmaa预计，在海洋深处，还有其他未知的真菌也能降解塑料。“海洋真菌可以分解由碳组成的复杂材料。海洋真菌的数量非常多，所以除了目前发现的四种海洋真菌外，很可能还有其他种类的海洋真菌也有助于塑料的降解。关于塑料降解如何在更深层发生的动力学，还有很多问题，”Vaksmaa说。塑料汤寻找塑料降解生物迫在眉睫。每年，人类生产超过4000亿公斤的塑料，预计到2060年，这一数字将至少增加两倍。大部分塑料垃圾最终都进入了海洋:从极地到热带，它们漂浮在地表水中，到达更深的海洋，最终落在海底。NIOZ的首席作者AnnikaVaksmaa说:“大量塑料最终进入亚热带环流，海水几乎静止的海洋中的环状洋流。这意味着一旦塑料被运到那里，就会被困在那里。仅太平洋的北太平洋副热带环流就已经积累了大约8000万公斤的漂浮塑料，而北太平洋副热带环流只是全球六大环流之一。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433671.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433671.htm

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

在高山和北极地区新发现的冷适应性微生物可在低温下消化塑料

在高山和北极地区新发现的冷适应性微生物可在低温下消化塑料科学家已经发现了几种"吃"塑料的微生物。这些细菌和真菌产生的酶可以分解塑料，但当这些酶被扩大到工业规模时，它们通常只在86°F（30°C）以上的温度下发挥作用，保持这个温度在支付成本和碳中和方面的代价可能是昂贵的。使用冷适应性微生物来生物降解塑料的潜力很少被研究。值得庆幸的是，一个瑞士科学家团队确切地知道去哪里寻找这种微生物。他们前往格陵兰岛、斯瓦尔巴群岛和瑞士的高山和北极地区，对在被丢弃或故意掩埋的塑料上发现的19种细菌和15种真菌进行采样。科学家们让这些微生物样本在实验室里作为单株培养物，在黑暗中和59°F（15°C）的温度下生长。然后对它们进行鉴定。科学家们发现，细菌菌株属于放线菌门和变形菌门，真菌属于子囊菌门和粘液菌门。研究人员对每一种菌株进行了检测，以评估其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）这两种商业上可生物降解的混合物的能力。科学家们发现，在59°F时，超过一半（56%）的菌株--11种真菌和8种细菌消化了PUR，14种真菌和3种细菌消化了PBAT和PLA。没有一个菌种能消化聚乙烯，即使在塑料上呆了126天。最佳塑料食用者奖由Neodevriesia和Lachnellula这两个未定性的真菌物种分享，它们吞噬了除PE以外的所有塑料。科学家们发现，大多数菌株消化塑料的能力取决于所用的培养基。接下来的步骤将是确定这些微生物的最佳工作温度，并确定它们用来分解塑料的酶。该研究的共同作者之一BeatFrey说："下一个大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酶。此外，可能需要对酶进行进一步改造，以优化其稳定性等特性"。这项研究发表在《微生物学前沿》（FrontiersinMicrobiology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359359.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359359.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

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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1414831.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1414831.htm

微塑料的年龄有多大？日本科学家揭开海洋微塑料年龄的新方法

微塑料的年龄有多大？日本科学家揭开海洋微塑料年龄的新方法从海洋中收集的微塑料样品。长度小于5毫米的塑料碎片被归类为微塑料。比例尺显示长度为2000微米或2毫米。资料来源：九州大学/旭化成公司应用他们的新方法，研究人员估计了从北太平洋的近岸和离岸地点收集的微塑料的年龄。他们的结果显示，近岸的微塑料的年龄从0到5年不等，而来自离岸地点的微塑料的年龄在1到3年之间。他们的研究结果最近发表在《海洋污染公报》杂志上。大久保博士通过显微镜观察研究微塑料样品。长度小于5毫米的塑料碎片被归类为微塑料。资料来源：九州大学/旭化成公司在从湖泊到海洋的海洋环境中，塑料是最丰富的污染物类型。当塑料垃圾暴露在环境中时，它们最终会被分解和碎裂。分解到长度小于5毫米的塑料垃圾被称为"微塑料"。"微塑料污染被认为是一个全球性问题。在以前的一项研究中，我们发现有大约24万亿粒微塑料漂浮在海洋表层，"领导这项研究的九州大学应用力学研究所的AtsuhikoIsobe教授解释说。"然而，我们对它对环境或生物的影响仍然知之甚少。我们的另一个大问题是，微塑料在海洋中漂移了多长时间。"IsobeAtsuhiko教授和收集从上层海洋收集的微塑料样本。资料来源：九州大学/矶部实验室为了弄清在海洋中发现的微塑料可以有多老，Isobe和他的团队首先调查了什么指标可以用来测量微塑料的年龄。"塑料中最常见的材料被称为聚乙烯。我们知道，当聚乙烯与环境相互作用时，它会氧化和降解，"旭化成公司的研究员、该研究的第一作者RieOkubo解释说。"这种降解水平可以通过材料分子量的变化和一种叫做羰基指数的东西来测量。简单地说，当聚乙烯降解时，其羰基指数增加，分子量减少。AtsuhikoIsobe教授和工作人员在上层海洋中收集微塑料样本。上层海洋的测量范围是距离水面一米的地方。Credit:KyushuUniversity/IsobeLab当然这还不够。由于微塑料被暴露在各种环境中，该团队还需要对温度和紫外线辐射如何影响塑料降解进行标准化。该团队首先对聚乙烯材料进行了一系列的暴露实验，并收集了关于紫外线和温度的各种组合如何影响材料的分子量和羰基指数的数据。研究小组发现，UVER--紫外线红血病辐射（一种对地面紫外线辐射的测量）和海水温度是造成塑料降解的两个最大因素。"我们收集到这些数据，然后开始把它应用于我们的微塑料样品。所有的样本都来自海洋上层，距离水面最多一米，"Okubo继续说道。"我们还从一系列地区收集微塑料。一些样品是在日本的近岸收集的，距离海岸线10到80公里不等。其他样品是在近海、北太平洋中部和菲律宾海收集的"。通过分析收集到的微塑料，该团队能够估计每个诱导性样本的年龄。他们发现，近岸微塑料的年龄从0到5岁不等，而离岸样本的年龄从1到3岁不等。"我们假设，近岸微塑料从0到5年不等的原因是它们经常被冲上岸，'存活'的时间比较长。另一方面，近海微塑料需要更长的时间才能到达海洋的这一部分，因此我们没有发现超过3年的微塑料，"Okubo解释说。"这些近海的微塑料也可能通过沉降到水域深处而被从上层海洋中清除。"研究人员希望这种新方法将使他们更好地了解微塑料是如何在环境中产生和传播的。这些数据也将有助于开发更精确的模拟，以追踪整个海洋的微塑料。Isobe总结说："我们对微塑料的研究和理解仍然非常新，由于这些数据，我们对微塑料的基本科学有了更多的了解。我们的下一步将是研究像海浪和海流这样的机械刺激是如何降解塑料的，这样我们就可以收集到更多的精确数据。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362139.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362139.htm