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科学新发现 可以吃掉塑料的酶

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科学新发现 可以吃掉塑料的酶
 
法国科学家研究“吃”塑料的酶(Enzyme) AFP/REMY GABALDA

科学家们近期意外找到一种酶,可以迅速分解塑料。这个重大发现让科学家们相信能够解决目前严重破坏海洋生态的塑料污染问题。为保护海洋和鱼类以及人体的健康带来了福音和希望。

意外发现塑料的酶

正当全世界正在苦于塑料制品造成的环境灾难的时候,科学家们无疑中发现了一种物质,这个被叫做PET的酶只要几天的时间就能迅速吃掉某些塑料,或许能发展成为治理塑料污染的有效方法。

这个发现还要追溯到2年前,研究人员在日本垃圾倾倒场发现一种酶细菌,这个“突变酶细菌吃塑料袋细菌”。就是一种以塑料为食的细菌,能够产生酶降解塑料。

自从这个最初发现以来,英国普利茅斯大学和美国国家再生能源实验室的科学人员一起,共同研究此前在日本发现的这种突变细菌酶的结构时候,意外创造出能够吞噬塑料袋酶。

科学家们目前已经能够创造出一种可以迅速分解塑料的酶(Enzyme),就是科学家们经过试验,对这种自然产生的细菌加以改良,仅用了96个小时,就是用了4天的时间,这个酶就能够分解聚酯塑料的化学物质,科学家们一开始想减慢这个酶的繁殖速度,但是意外地让酶繁殖速度加快。这种酶把塑料化学结构打碎,随后碎粒就可以被回收。就是科学家们命名的PETase酶蛋白质,他们试图了解酶降解塑料的原理。他们使用亮度100亿倍于日光的超级X光生成这种酶的3D高清模型,发现PETast与角质酶极为相似,只有其中一处有异。角质酶多见于真菌和细菌。研究人员设定,PETast不同于角质酶之处赋予其降解塑料的能力,于是添加氨基酸令其活性部位突变,使其更接近角质酶,却意外生成一种新的酶,降解塑料的能力更胜于PETast。

《IFL Science》消息,这种酶能够分解聚封苯二甲酸乙二醇(PET),而聚酯(PET)是从石油中提取的化学物质,广泛应用在塑料瓶,塑料袋和食品包装上。

研究相关结果发表于美国《国家科学院学报》月刊。大家知道,塑料制品一般需要几十年到上百年的时间才能够分解。在世界各地和海洋上堆积如山的塑料垃圾无法迅速再循环使用,给环境造成了灾难。

英国普利茅斯生物医学研究所负责人约翰·梅根教授表示,聚酯纤维给植物树叶提供保护。科学家们认为,吃掉聚酯纤维的细菌以及有数百万年的进化历史了。塑料产品大量出现时最近几十年的事情。此前很少有人预料到现今海洋如此严重的塑料污染问题,现在科学家们创作出这个奇迹为解决塑料严重污染问题找到了方案,也可能彻底改变某些塑料回收过程,使构成塑料产品的某些物质可以重复有效地利用。约翰·梅根教授透露,这与目前用于生物洗涤剂和制造生物燃料的酶大致相同,他希望在未来几年内开发一种工业上可以使用的技术,将PET等恢复到原始结构,然后再回收利用。对于科学家们来说,如何把这个实验室中的发现投入实际使用中,以及如何给掌握这个大规模工业化使用这种酶的技术其实也是另外一个巨大挑战,还需要一段时间的研究。

对减少环境污染有益

虽然这是科学家们一个意外的发现,虽然在工业化上,投入使用中发展中还存在不少障碍,但是无论如何在减少塑料污染危机中,在寻找科学办法解决问题上,有科学的动力这对于人们共同生活的环境来说可是个非常好的消息。按照目前人们消费速度计算,人们每年持续制造3.11亿吨塑料,而目前只用14%的塑料垃圾被回收。预计到2050年漂浮在海洋中垃圾袋数量会超过所有的鱼群。目前,一些塑料瓶回收后大约80%用于纺织行业,因此塑料瓶中的聚酯和纺织行业中使用的聚酯面料、涤纶面料属于同一种原料。

梅根教授指出,通过这些超强吃塑料袋酶可以加速溶解塑料,这样也可以把聚酯再次制造成塑料,避免使用更多石油生产的塑料产品,也让塑料能够更快回收使用,从而加少对环境的污染。

但是无论如何英国和美国科学家们本次在实验室中的这个意外发现或许能够成为治疗塑料污染的有效办法,这也为人类社会消除塑料污染、控制滥用塑料带来了希望。

世界塑料污染严重

大家知道当今世界上塑料污染非常严重,从印度的恒河,到英国的泰晤士河成千上万吨的塑料垃圾被抛弃在自然中。根据最新统计,人类社会每年向海洋中抛弃800万吨塑料垃圾,其中最大一块漂浮在海上的塑料垃圾面积如同三个法国国土面积,这些漂浮在海洋上的垃圾被称为第8大陆,主要集中在北太平洋和印度洋,其中在夏威夷和加利福尼亚之间形成的塑料垃圾大陆面积最大,大约有160万平方公里。

美国船长查尔斯·摩尔Charles Moore船长在1997年首次发现了这个塑料垃圾大陆,他原本想抄近道从赤道无风带经过,结果却意外陷入一个从未被人发现过的“塑料垃圾地带”。他回忆说,我目光所及之处全都是塑料。在一望无际的塑料垃圾中,他认出来的有塑料衣架、一个充气的排球、卡车轮胎和几十个塑料捕鱼浮标。在航行中他天放眼望去,到处都漂浮著瓶盖、包装袋、碎片。摩尔他们用了一周时间才穿越了这片塑料垃圾带。

因为塑料分解缓慢,对全球会有上千年的污染,也成为全球面临的最严重的环境挑战之一。虽然在塑料垃圾回收上现在有进展,但是只要极少的塑料垃圾被重新使用。因此人类社会需要迅速找到回收塑料的办法,减少环境污染。

据估计,这里的塑料垃圾10% 来自渔网,10% 是海上航行的货船丢弃的;其余80% 的塑料垃圾则来自陆地,它们通过排水管道等途径进入海洋。

塑料威胁人的健康

科学家近期研究发现,95%的海燕胃中都有塑料。许多死亡的信天翁幼鸟体内常见瓶盖、塑料打火机、塑料儿童玩具、梳子、牙刷等塑料垃圾。吞下这些塑料制品会导致鸟类食道或器官被划破,从而造成它们窒息或者因、脱水而死。

研究人员发现当塑料垃圾进入海洋后,它们就会像海绵一样不断吸附重金属和污染物。随后,垃圾会被小鱼误食,再通过较大的鱼、鸟类和海洋哺乳动物等,这一系列食物链的累加,会让海洋垃圾的毒性不断浓缩,最后,可能被端上人们的餐桌上。的确,塑料污染海洋,是鱼类的杀手。近期生物学家从一条在苏格兰搁浅,死去的鲸鱼肠胃胃里取出了大量的没有被消化的塑料袋,它们阻止鲸鱼正常消化。鱼类受到塑料袋污染,人们也是随后的受害者。一位比利时毒品分析专家做的研究让人瞠目结舌,人们食用的牡蛎含有大量塑料微粒,迟早会对人体产生危害。因此需要现在就采取措施,减少塑料污染。

 


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