陽光降解聚苯乙烯速度遠快於科學家預期:從數千年到數十年

2020-11-26 西部網

美國伍茲霍爾海洋學研究所一項研究表明,聚苯乙烯暴露於陽光下,可能會在幾十年到幾百年內降解,而不是像以前科學家設想的能在環境中持續存在數千年。

聚苯乙烯是一種無色透明的熱塑性塑料,廣泛用於許多消費品和工業產品中,是世界上使用最廣泛的塑料之一。聚苯乙烯的化學結構複雜,普通微生物無法降解,因此科學家估計其可在環境中持續存在數千年甚至更長時間。早在上世紀70年代,科學家就在海洋中檢測到了聚苯乙烯,因其使用廣泛,難於降解,這種聚合物如今已成為全球生態環境中的一個重要汙染源。

為了驗證聚苯乙烯是否真的可以存續數千年甚至永久存在,伍茲霍爾海洋學研究所研究人員進行了一個專項實驗。他們將5個市售的聚苯乙烯樣品放在水中,然後將它們暴露在比赤道陽光強烈3倍的模擬陽光下,結果發現,模擬陽光將所有5個樣品部分氧化成了溶解的有機碳。研究人員計算後得出結論,在北緯0°—50°範圍的自然環境中,也就是從赤道延伸到加拿大南部邊界這一廣闊區域內,完成此部分氧化過程只需要數十年;而要將聚苯乙烯完全氧化為二氧化碳,則需要幾百年的時間。也就是說,陽光可將聚苯乙烯在幾十至數百年間部分或完全降解,其速度遠快於此前科學家的預期。

此外,研究人員還發現,添加劑會改變聚苯乙烯光化學氧化的相對敏感性,影響其降解的速度;而相對於日光暴露來說,溫度對聚苯乙烯光化學氧化的影響有限,並非其氧化速率的主要驅動因素。

研究人員指出,許多國際機構都認為,聚苯乙烯在環境中可持續存在數千年,並以此為依據制定相關政策。他們的研究成果對這一政策依據提出了挑戰,將有助於完善塑料環境壽命估算方法,增進對陸地和海洋中塑料數量的了解,提高與塑料汙染相關的風險評估的準確性,進而幫助有關機構制定更科學的應對策略。

相關論文10日發表在《環境科學與技術快報》上。

(原標題:從數千年到數十年——陽光降解聚苯乙烯速度遠快於科學家預期)

編輯:秦秦

相關焦點

  • 環境試驗將聚苯乙烯的分解時間縮短到100年
    到之前為止,已經出現了100多種不同類型的塑料,常用的類型有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。聚苯乙烯通常用於製造泡沫塑料和一次性塑料餐具,除了材料聚乙烯塑膠袋外,他也是白色汙染的主要來源。由於聚苯乙烯具有穩定的環基結構,在環境中丟棄微生物很難分解。低密度聚乙烯塑膠袋在自然環境中完全分解大約需要即使是最頑固的聚乙烯材料也只需要。
  • 科學家揭示黃粉蟲降解聚苯乙烯塑料證據
    Role of gut microorganisms」(齧食塑料黃粉蟲對聚苯乙烯的生物降解和完全礦化作用:2. 腸道微生物的作用)兩篇姊妹研究論文,首次以全面證據揭示了黃粉蟲齧食降解聚苯乙烯、將其完全降解礦化為二氧化碳、並利用同化為蟲體脂肪,同時證明是其腸道微生物起主導作用,並且分離鑑定了一株降解聚苯乙烯的細菌。此研究成果為解決廢棄塑料汙染環境的問題提供了嶄新的思維。
  • 黃粉蟲可降解聚苯乙烯塑料
    原標題:黃粉蟲可降解聚苯乙烯塑料  據新華社電中美研究人員在新一期美國《環境科學與技術》雜誌上報告說,黃粉蟲可以吞食和完全降解塑料,他們已在黃粉蟲體內分離出靠聚苯乙烯生存的細菌,並將其保存。這項研究首次提供了微生物有效降解聚苯乙烯的科學證據,為用生物降解方法治理「白色汙染」提供了新思路。
  • 1957年一個錯誤,人類創造了速度最快的物體:一個井蓋
    它當年經過木星和土星的引力加速後,最快速度曾達到了35公裡/秒。經過數十年的減速,目前的速度為17公裡/秒。以旅行者1號目前的速度,繞地球飛行一圈只要不到40分鐘。 此外,雖然還有一些太空飛船無法飛出太陽系,但它們的速度遠快於旅行者1號,例如,NASA的太陽神1號,它在1976年最接近太陽時,速度加速到最快的70.2公裡/秒;而能夠更接近太陽的帕克太陽探測器,它目前的最快速度更是達到147公裡/秒。
  • 「超級酶」降解塑料速度快6倍
    來源:新華網英國和美國一項聯合研究發現,將兩種能降解塑料的酶結合在一起,可以將原先僅靠一種酶降解塑料的速度提高6倍。 英國樸次茅斯大學和多家美國研究機構的研究人員發現,將名為PETase和MHETase的兩種酶混合在一起,它們降解塑料的速度比只用PETase快2倍,而如果把兩種酶結合成一種「超級酶」,降解速度比單獨用PETase快6倍。
  • 中國科學家發現能吃塑料的蟲子 能降解所有塑料
    塑料在環境中難以自然降解,而聚苯乙烯又是其中之最,由於高分子量和高穩定性,普遍認為微生物無法降解聚苯乙烯類塑料。2015年北京航空航天大學楊軍教授研究組、深圳華大基因公司趙姣博士等在環境學科領域的權威期刊《Environmental Science &Technology》上合作發表了兩篇姊妹研究論文,證明了黃粉蟲(麵包蟲)的幼蟲可降解聚苯乙烯這類最難降解的塑料。
  • 多災多難的2020年,地磁場變化速度比預期快10倍,加速生物毀滅
    保護著地球萬物的地磁場平均每幾十萬年翻轉一次,翻轉過程可能持續數千年,這段期間,磁場抵抗來自外太空輻射的能力會減弱,而當代社會高度依賴的導航系統也會受影響。不過最近一篇新研究指出,地磁場改變方向的速度可能比以前想像中還要快10倍。
  • 科學家發現可對塑料進行生物降解的甲蟲
    來自Pohan科技大學(POSTECH)的一個聯合研究小組發現,東亞本土一種叫甲蟲鞘翅目(P. davidis)的幼蟲可以消化聚苯乙烯並分解腸道中的聚苯乙烯。   由於分子結構獨特,聚苯乙烯是一種難以分解的材料,科學家們相信他們的發現將有助於解決廢塑問題。
  • ...聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等非生物降解高分子材料的一次性...
    從12月1日開始,《海南經濟特區禁止一次性不可降解塑料製品規定》將正式實施。海南省將全面禁止生產、銷售和使用含有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等非生物降解高分子材料的一次性塑料膜、袋和餐飲具。
  • 2019年國際十大環境事件
    來源:CNBC 03.亞馬遜雨林已站在生死存亡的邊緣 「珍貴的亞馬遜正在功能性破壞的邊緣,人類也是如此,」 兩位研究了世界上最大熱帶雨林數十年的科學家託馬斯諾布雷在接受採訪時說,這一沒有回頭路的節點,通常被科學家稱為臨界點,「比我們預期的要近得多」。
  • 科學家合成出新型「超級酶」,降解塑料速度提升6倍
    聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是生活中最常見的熱塑性塑料,用於製造飲料瓶、零售包裝、衣物或地毯等產品,在環境中自然分解需要數百年時間,現在,科學家們合成了一種新的「超級酶」,有望解決塑料垃圾難題。圖|科學家稱這種 「超級酶」 比普通酶降解塑料瓶的速度快了 6 倍(來源:PNAS)
  • 這種甲蟲幼蟲可快速降解聚苯乙烯,有望解決塑料垃圾危機
    聚苯乙烯(PS)是一種無色透明的熱塑性塑料,具有高於100℃的玻璃轉化溫度,常用於制杯子和飯盒等。由於分子結構特殊,普通微生物難以降解,聚苯乙烯在塑料垃圾中佔很大比重。不過,最近研究人員證明它可以被一種在韓國較為常見的甲蟲降解。
  • 哈勃望遠鏡最新證實:宇宙比預期快9%的速度膨脹!
    美國國家航空航天局(NASA)哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)的最新測量結果證實:根據宇宙大爆炸後不久觀測到的宇宙軌道,宇宙正在以比預期快9%的速度膨脹。2019年4月25日發表在《天體物理學快報》(Astrophysical Journal Letters)上的新測量結果,將這種差異是意外事件的機率從3000分之一降低到了10萬分之一,並表明可能需要新的物理學來更好地理解宇宙。這種不匹配一直在增長,現在已經到了一個確實不可能作為僥倖而被忽視的地步。
  • 為什麼有些流體的流動速度,比預期的要快?
    對這一現象的首次觀察是在近一個世紀前,對高分子量聚合物溶液實驗研究揭示了一個令人困惑的現象:聚合物溶液測量粘度與流經狹窄管道的速度之間存在明顯差異。聚合物溶液的流動速度總是比預期要快。此外,管越窄,這種差異越大,這引起了人們的興趣,這種興趣一直持續到今天。發現耗盡層動力學是一個非常有趣的問題,但要用現有實驗技術取得進展是很有挑戰性的,第一步需要開發一種能夠提供新信息的技術。
  • 水下冰川融化速度比預期快百倍
    據英國《獨立報》近日報導,美國科學家發表在《科學》雜誌上的最新研究發現,現有的模型「非常不準確」,大大低估了水下冰川的融化程度,其速度可能比以前認為的快100倍。        研究團隊首次直接測量了吃水線以下潮汐冰川的融化情況,發現現有模型「非常不準確」。
  • 宇宙的膨脹速度至少比之前的預期快了8%左右,宇宙模型有錯誤?
    那麼宇宙的膨脹相信很多人都聽說過,宇宙膨脹說是在1929年最早提出的,簡單的來說,也就是宇宙之中的各個不同的星雲,相互之間的距離並不是一成不變的,而是不斷的在發生著變化,在慢慢的變遠。而且科學家驚奇的發現,宇宙的這個膨脹速度並不是一成不變的,它的膨脹速度在不斷的加快,完全超出了科學家之前的預期。
  • 用它做燃料一個月就能達到火星,但在浩瀚宇宙這速度太渺小!
    400公裡,噴射戰機的時速可達一千六百公裡,太空梭約為時速二萬七千公裡繞行地球,最後是發射到太空速度最快的人造物:全速飛往冥王星的新地平線號探測器,時速為八萬兩千公裡。探索太空的關鍵在於速度,我們前進速度越快,就能獲得更多信息。航天員是靠速度安全登陸月球,宇宙飛船也是靠速度才能前往火星,但即使全速前進,行星間的距離太過遙遠,仍需數年才能抵達。如果想前往外行星,又不想花費數年或數十年,我們需要能迅速前進的宇宙飛船,必須遠超過目前的速度。
  • 格陵蘭島冰雪損失上升速度快於預期
    格陵蘭的冰流失速度是1990年代的7倍,並且正在追蹤政府間氣候變化專門委員會的高端氣候變暖情景,到2100年,將有4000萬人遭受沿海洪災。來自50個國際組織的96名極地科學家組成的團隊迄今為止已經繪製出了格陵蘭島冰上損失的最完整圖景。冰蓋質量平衡比對演練(IMBIE)團隊組合了26個獨立的調查,以計算1992年至2018年格陵蘭島冰蓋質量的變化。總共使用了11個不同衛星任務的數據,包括冰蓋變化的測量值體積,流量和重力。
  • 還認為光速最快?科學家發現兩種速度,比光速快上萬倍
    然而,即使是在科學技術水平如此高的今天,人類也未能研製出運動速度超過光速的物體。因此,人們堅定地認為光速是最快的速度。但在浩瀚無際的宇宙當中,存在著太多讓人類意想不到的事情,如超光速現象。科學家發現,宇宙中有兩種速度比光速快上萬倍,它們到底是哪兩種速度呢?
  • 人類壽命增加到千年,會給地球帶來哪些影響?
    當然,也會有人反駁稱頂級科學家一生中最重要的理論大都是在年輕時候創造的,壽命並沒有限制科學發展的速度。實際上,如果人類壽命達到上千年的話,200歲之前只能算少年時期,這麼長的時間頂級科學家完全能夠再發明幾個重大理論。這個想法不太可能實現,所以我們只能夠展望未來,期待人類在生物醫學工程領域獲得革命性的突破。人類的壽命有極限麼?