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2018q??3日vz清理基金会发布照片Q展CZ太^z垃圑ָ捡出的垃圾样品,太^z垃圑ָ位于国加州和夏威夷域之间。垃圑ָ里估计有U?.8万亿个塑料垃圾,垃圾重量?万吨Q比之前估计的多16倍?/span>
研究人员扑ֈ了一U可以将塑料消解、回到构成它的基化学物质的酶Q这一发现或许能够解决令h头疼的塑料垃圾泛滥的问题?
塑料无处不在Q即使在那些你可能想不到的东西上也有塑料存在。每当这些物品被扔掉或被冲到水槽里时Q污染物有更多的机会进入环境ƈ造成伤害?017q有研究l果Uͼ每年有八癑֤万吨塑料被們ր入世界hQh们对q种xa衍生产品对hcd康和环境的有毒遗产的担忧日益加剧?
长期以来Q塑料制品的生都被认ؓ是单向运行的。最q英国朴ơ斯大学和美国能源部国家可再生能源实验室的研Ih员意外地扑ֈ了解册个问题的Ҏ(gu)Q他们创造了一U让塑料生q程可逆的Ӟq种酶可以将塑料消解Q回到构成它的基化学物质Q这一发现可以改善塑料垃圾的回收和利用问题?
在基U学研究中,机缘巧合常常扮演着重要的角艌Ӏ?
2016q日本科学家发现Ideonella sakaiensisq种新的l菌可以昄ZU维塑料为食物的能力Q它们能够分解一U被UCؓPET降解ӞPETaseӞ的蛋白质来降解PETQ?span class="direction" style="font-family:楷体, 楷体_GB2312, STKaiti;">PET是聚对苯二甲怹二醇酯,q种塑料占世界上聚合物M量的18%Q是食品和饮料行业最行的一U塑料Ş式,仅次于聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙?/span>Q。自从塑料在20世纪60q代行h后,巨大的塑料垃圑ְ会被发现漂Q在vz中Q或者被冲到世界上曾l的原始hW上。由于塑料在q去?0q里才存在,所以Ideonella sakaiensis被认为在最q几q进化出了消化塑料的能力?
英国朴次斯大学和国能源部国家可再生能源实验室的U学家们研I目标锁定在q种可以降解塑料的细菌上Q用一U名为X线衍射的技术来捕捉PETase 3Dl构的细节。他们的本意是通过计算l菌的结构来了解PETase酶的工作方式Q但gɼ差地向前多C一步,最l意外地设计了一U功能更强大的酶Q?span class="direction" style="font-family:楷体, 楷体_GB2312, STKaiti;">升版的PETase?/span>Q,使它能够更好地分解PET塑料Q研I结果发表于《美国科学院院报》(PNASQ上?
两国U学家得CPETase酶的X线晶体l构Q揭CZ角质ӞcutinaseQ和脂肪ӞlipasesQ共有的特征。角质酶是一U在真菌和细菌中发现的酶Q可以降解特定的塑料。与角质酶不同的是,PETase不仅保留了“祖先”的/β-水解酶的褶皱Q同时也表现出比同源的角质酶更开攄zL位炏V研Ih员猜活性位点的存在或许是升版PETase酉解塑料能力大增的原因所在。ؓ了验证这一xQ他们PETase的活性位点发生突变,让它更像“角质酶”,l果证实Q实验室刉的H变体具有超强的能力Q可以分解PETQƈ它转化为最初的化学物质。额外的蛋白质工E提高了PETase的性能Q得这U突变酶甚至比天然PETase酶的效果q要好?
在自然界中,酉过分解现有的化学物质来改变它们。通常酶的存在会创造新的物质,不过它们有时也可以逆向q原成原先的化学成分。研Ih员说Q他们现在正致力于进一步改q这U酶Q希望最l能其扩大到工业用途,以分解塑料。尽这U改q是适度的,但这个意外的发现表明Q科学家q有q一步改q这些酶的空间。科学家们希望,q种吃塑料的工程酶可以引发一场@环革命?
土葬、火葬、v葬是塑料垃圾的常见的处理方式Q但都会l环境带来污染和负担。塑料制品和塑料废料是同一枚硬币的两面Q在产品设计阶段应该兼֛收的问题?012q_哈佛(jng)大学教授大卫·爱d华兹QDavid EdwardsQ利用藻cd钙的混合物,模拟食物的自然包装状态,l食物配备一个可以食用或者降解的外包装?emsp; 2016q_印度的Narayana Peesapati利用大米_、小麦粉和高_q制作了一U可食用的勺子,以期降低塑料勺的用?
除了源头控制Q对于已l生产出来的塑料q行生物降解Q也是努力的方向之一?
早在2015q_北京航空航天大学杨军教授研究l、深圛_大基因公司n姣博士等在《环境科学技术》(Environmental Science & TechnologyQ上合作发表了两姊妹研I论文,UC们发C黄粉虫(面包?/span>Q的qD可以降解聚乙烯类塑料。数据结果显C,黄粉虫以聚苯乙烯泡沫塑料为唯一食物来源Q塑料在黄粉虫肠道快速生物降解,可以存活1个月以上Qƈ最l发育成成虫?016q_日本U学家在《科学》(ScienceQ发文解释,他们在分子层面上对塑料的分解q行研究后发C食用塑料U维的细菌Ideonella sakaiensis。这U细菌可以附着在PET塑料上“茁壮成镎쀝,PET作ؓ其主要的x和能量来源。研Ih员推,只要温度控制在30℃,q种l菌p利用6周时间分解一片PET薄膜?
2017q法国科学家发现了一U爱吃塑料的毛毛虫——蜡虫(螟蛾的幼?/span>Q。研Ih员将几百只蜡虫放在一个超市塑料袋的上面,不到40分钟的时_H窿开始出现在塑料袋上Q?2时之后Q蜡虫吃掉了92毫克塑料Q后l的试证实Q蜡虫可以完全消化“塑料餐”。而此ơ英国朴ơ斯大学和美国能源部国家可再生能源实验室的科学家们发现的可以降解塑料的酶Q是在Ideonella sakaiensis食塑l菌上开发出的,他们升了该l菌内部降解塑料的酶Q壮大了食塑者的队伍?
2017q?月,一发表在《科学进展》(Science AdvancesQ的研究论文Uͼ20世纪50q代初以来,人类已经生?3亿吨塑料制品Q其中约63亿吨已成为塑料垃圾。在q?3亿吨塑料垃圾中,9%被回收利用,12%被焚烧,79%q入垃圾填埋场或者自然环境中。研Ih员预,如果按照目前的量和废物理模式发展下去Q预计到2050q会产生120亿吨塑料垃圾?
通常情况下,像一ơ性咖啡杯、饮料瓶、糖果包装纸和其他塑料包装一Pq都是在短暂的一ơ性“放U”之后发生的。如果这些东西最l被扔到里Q它?yu)׃被冲到远处的hW上,q或怼让一只v豹窒息。而暴露在盐水和外线下的塑料Q又可以分解成微的塑料块Q进入鱼c肚子,自此开始了一D늟暂的盘之旅?016q一发表在《科学》(ScienceQ上的研I论文中提到Q微塑料会媄响鱼的生态种,同时也间接说明,受到微塑料污染的鱼类很有可能会被搬上人类桌?017q?月,一发表在《科学报告》(Scientific ReportsQ上的研I论文称Qvz中的塑料污染不仅直接进入鱼cM内,同时也进入hc食用的L中?
2016q发布的一份报告显C,?050q_除非世界采取Ȁ烈的行动来加强塑料的q一步@环利用,否则世界h中塑料垃圄数量超q鱼cR?
但也有研Ih员开始注意到Q在一些研I中Q“记录在册”的塑料本应随着旉的推U而增加,但测量结果和计算模拟得到的数据却昄事实q如此Q甚x调查发现h中塑料的数量q远低于预期。例如,2017q?月,一发表在《生态和环境前沿》(Frontiers in Ecology and the EnvironmentQ上的文章就Uͼh中有部分塑料“失t”了Q在深入研究之后Q研Ih员发玎ͼh中“消失”的塑料q是Q何认真回收工作的l果Q微塑料片与vz生物之间的怺作用可能在重新分配vz中的塑料方面发挥重要作用。科学家l出了几Uvz丢失塑料可能的解释。其一Q可能是h中的某些微生物进化出了降解塑料的能力。研I发玎ͼ依附在漂塑料上的微生物与周围水域的微生物略有不同,q或许表明一些微生物正在以污染物为食Q塑料正在创造一个全新的生态系l,有科学家UC为“塑料生态圈”?
另外一U解释则是,D民生物增加了塑料的重量Q所以部分漂的塑料有可能只是沉入v底或者分解成更微的片Q以至于它不会被研究船的渔网捕获。它也可能被生物体吞噬,或者被z流带到意想不到的地斏V?