封面说明

正微塑料通常是指直径小于5 mm的塑料碎屑和颗粒.微塑料作为一种新污染物,被列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题,成为与气候变化等并列的重大全球环境问题.本期"环境微塑料"专题系统介绍了水、土、气、生、沉积物等多介质环境中微塑料的研究现状与进展,展望了环境微塑料未来研究方向与关键科学问题.封面图片显示了环境中塑料垃圾分解产生的微塑料通过摄食与呼吸等途径进入人体的过程与积累.     

把细菌变成塑料工厂

有益菌:经遗传工程改造的大肠杆茵(E.coli)可以产生塑料.有望取代基于化石燃料生产塑料的工艺 大肠杆菌(E.coli)能给你带来严重的食物中毒,但是用一些基因工程的技术对其进行改造后,它也能产生一种有用的塑料.     

典型塑料的生物降解及其降解机理

塑料由于具有易于加工、运输和储存以及化学性质稳定等特点,在生产生活中应用非常广泛,但同时也增加了其进入自然环境并在环境中长期停留的可能性.环境中的塑料在生物和非生物因素作用下可发生物理和化学性质的变化.其中,生物降解既是塑料不可避免的环境行为之一,也是环境友好型塑料废弃物的处理方法.因此,探究塑料的生物降解更加具有现实和生态意义.本文首先详细总结了动物、植物、微生物和酶对塑料的生物降解过程,然后进一步归纳并揭示了塑料的生物降解机理.动物和植物对塑料的生物降解均与微生物和酶相关.微生物首先定殖在塑料表面形成生物膜,然后分泌胞外酶或胞内酶将塑料分解为分子量较低的低聚物、二聚体或单体,它们可以被微生物作为碳源而吸收,最终矿化生成CO_2、CH_4、H_2O等.此外,本文深入分析了影响塑料生物降解效率的关键因素,包括塑料种类、玻璃化转化温度、表面亲疏水性等自身性质,动物、微生物和酶的不同种类和性质,以及温度、氧气含量、太阳辐射等环境因素.同时,还讨论了塑料生物降解产物的环境行为,塑料经生物降解后产生的小尺寸碎片和低聚物以及释放的增塑剂等具有不同程度的生态毒性.最后,本文对塑料生物降解的未来研究方向进行了建议和展望,为探明塑料的环境归趋提供了理论支持.     

治理白色污染刻不容缓

我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。2007年,我国塑料总产量为1219万t,进口塑料近800万t,当年全国塑料消费总量约1600万t,其中包装用塑料达700多万t。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式,被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧,不仅影响景观,造成"视觉污染",而且因其难以降解,对生态环境造成潜在危害。根据中国塑料加工工业协会的估算,全国每天使用的超市塑料购物袋达10亿个,其他各种塑料袋的用量则在20亿个以上。据调查,北京市生活垃圾的8%为废旧塑料包装物,每年总量约为34万t;上海市生活垃圾的9.8%为废旧塑料包装物,每年总量约为25万t;天津市每年废旧塑料包装物也超过15万t;北京市每年废弃在环境中的塑料袋约43亿个,一次性塑料餐具约4.2亿个,废农膜约1374万m2。人们对此戏称为"城郊一片白茫茫",我们已经陷入"白色污染的海洋"。     

大气环境中微塑料分布与迁移及生态环境影响研究进展

新兴污染物微塑料广泛分布于水体、陆地和大气环境中,大气中的微塑料研究起步较晚,但其潜在生态环境影响的范围更广.本文以2015年以来发表的大气微塑料相关文献为基础,对室外环境大气与室内大气中微塑料的分布、来源、迁移过程和生态环境影响进行了系统的综述.研究表明,大气微塑料已分布于全球大气中,其分布特征与室内外环境、下垫面类型和污染扩散等环境因素相关.大气环境中微塑料主要来源于塑料制品的生产、使用和回收过程,少量来源于陆地和海洋中积累的微塑料.值得关注的是,新冠肺炎疫情中口罩的使用可能加重了大气中的微塑料污染.微塑料在大气环境中可发生悬浮、沉降和扩散等迁移过程,并受到微塑料形态、风力、风向和降水等因素的影响.微塑料在大气中的扩散,也称大气传输,是全球塑料循环的重要一环.目前多采用混合单质点拉格朗日集成轨迹模型(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory, HYSPLIT)进行后向轨迹模拟以研究其扩散路径,主要通过统计沉降量并结合空气动力学模型估算其传输量.大气中的微塑料能够影响区域大气环境质量,可能通过影响热收支和水循环等因...     

微球世界

微球的种类很多.当你看到这些微球时,恐怕不会把它们叫作球,只会把它们称为小颗粒。但它们却是货真价实的球体,因为太小了,直径只有1/20毫米左右,所以看起来就像是一粒粒灰尘.最先问世的塑料微球把塑料微球放在显微镜下观察,就会发现它们是一个个空心的球体,是塑料"气球",也就是一个个被塑料薄膜裹着的气包。塑料微球的最大特点是"轻",1立方米的塑料微球还不到10公     

转基因植物生产生物可降解塑料的研究进展

塑料制品需求日益增加,传统的合成塑料废物已带来越来越严重的环境污染问题,生物可降解塑料的研制与开发迫在眉睫.聚-β-羟基丁酸酯(简称PHB)是生物可降解塑料中研究得最多的一种.为降低PHB的生产成本,提高PHB与传统塑料的市场竞争力,可向植物体内引入PHB生物合成途径.以植物为表达载体,利用CO2及光能合成PHB,是大规模廉价生产PHB的一种很有前景的方法.     

终结塑料袋时代

国务院办公厅日前向各省、自治区、直辖市人民政府,国务院各部委、各直属机构下发《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》。通知指出,鉴于塑料购物袋已成为白色污染的主要来源,从2008年6月1日起,在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025mm的塑料购物袋,并将实行塑料购物袋有偿使用制度。自2008年6月1日起,在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度,一律不得免费提供塑料购物袋。     

见微知著 塑战速决——面向可持续发展的环境微塑料研究

正2004年,英国科学家Thompson等人[1]首次在Science上提出"微塑料"(microplastics)一词,即需要借助显微镜才能较好地观察到的塑料颗粒. 2008年,在美国华盛顿大学举办的第一届国际海洋微塑料分布、影响及归趋研讨会上,微塑料被定义为直径小于5 mm的塑料颗粒,并得到广泛应用[2].从此,微塑料研究成为全球环境领域的热门话题.在2016年召开的第二届联合国环境大会上,     

转基因植物生产塑料

美国孟山都工业化学品公司近日宣布,它能够通过转基因植物（GM）来生产塑料。传统的塑料只能从石油中提炼,但不易被分解,而盖山都公司生产的塑料不但能够救生物分解,而且也适用于日益广泛的商业用途。目前,已经在实验室通过转基因油菜籽和水芹来生产这种塑料。长期以来,科学家寻求有利于环境保护塑料的最好的制造方法,他们已经实验过,在特定的条件下用细菌能够产生这种天然的、有利于环境的塑料。但用这种方法生产的塑料,其生产成本高,1千克塑料需花3～5美元,且大多数产品比较脆弱,而从石油中提炼1千克塑料只需1美元。与利用细…     

功能奇特的机器动物

近年来,随着电子科技的发展,国外不仅出现了形形色色的机器人,而且出现了功能奇特的"机器动物"。这些机器动物,是电子、机械和塑料科技相结合的产物,在人们生活和生产领域中发挥了许多奇妙作用。     

破解朋友圈食品安全谣言之塑料变食品

<正>最近"塑料君"频频在朋友圈转发的视频中"背黑锅",特别冤枉。先是看到把塑料袋扔进机器里,居然生产出了白花花的大米;接着将一把挂面在水中浸泡后,发现一些胶类物质;不久又出现火烧粉丝的视频,口口声声说粉丝也是塑料做的。人们普遍相信"百闻不如一见",利用视频传播谣言是一种很能吸引人眼球的手段。真人现场拍摄,还能是假的吗?不明真相的朋友们看到     

“塑料世”崛起

<正>更新世、全新世……下一世会是"塑料世"么?塑料的泛滥将给地球留下永不泯灭的遗物。距今100万年之后,当地质学家们探测地球土层时,发现了来自逝去文明的奇怪痕迹。"快看这个!"其中一人惊叹道,他破开一块石头,发现一个薄薄的有着微小刻痕的黑色圆盘。"这是来自‘塑料世’的一块化石。"塑料海洋我们对塑料制品疯狂消费,而对塑料垃圾置之不管,意味着这种数量庞大的人造物质早已在地球上留下了肮脏的痕迹。如今,每年近3亿吨的塑料产量中,     

用于合成气制烯烃的疏水性FeMn@Si催化剂

正烯烃在能源化工领域是一类非常重要的基础化工原料,可用其合成橡胶、塑料、纤维、润滑油等大宗产品,在国民经济中占有十分重要的地位.近年来,随着烯烃需求量的日益增加和石油资源的逐渐枯竭,开发非石油基生产烯烃的路线备受关注.基于我国"富煤、贫油"的能源格局,发展煤制烯烃技术逐渐成为了能源化工界的主流.费-托(F-T)合成反应可将煤炭资源经合成气(CO和H2)转化为液体燃料和高碳化学品,该技术已主导煤化工领域近百年.     

生物替代石油制取化工产品

在我们的车箱内,几乎所有配件都是石油的副产品.如塑料挡泥板、座椅中的海绵等等.可以说,世界上的石油至少有十分之一不是用来驱动发动机,而是用作化工产品的原料.无论是从化妆品到清洁剂生产,还是从织物到汽车零配件的生产都离不开这些原料.     

聪明绝顶的"活"材料

钢筋、混凝土、塑料、木材等,人们再熟悉不过了,它们中大多是没有知觉、没有反应的"死"材料.它们只能被人所感知,自己无从感知外界情况.在出现"危机问题"时,它们不能告诉人们,也没法修理自己,只能"坐以待毙".如今,一些"活"材料正逐步走进我们的生活,并将改变我们的生活.这就是"聪明绝顶"的智能材料.     

聪明绝顶的"活"材料

钢筋、混凝土、塑料、木材等材料,人们再熟悉不过了,它们中大多是没有知觉没有反应的"死"材料.它们只能被人所感知,自己无从感知外界情况:在出现"危机问题"时,它们不能告诉人们,也没法修理自己,只能"坐以待毙".如今,一些"活"材料正逐步走进我们的生活,并将改变我们的生活.这就是聪明绝顶的智能材料.     

转基因植物生产生物可降解塑料的研究进展

ＰＨＡ以其完全的生物可降解性,良好的物理加工特性以及生物相容性而被作为替代化学合成塑料,消除塑料垃圾污染的最具吸引力的选择。采用细菌发酵法已实现了小规模的商业化生产,但价格昂贵,不能同化学合成塑料相竞争。利用转基因植物生产ＰＨＡ有望使其价格下降至合成塑料的水平。目前已将ＰＨＢ及ＰＨＢＶ合成有关基因转入植物体中并获得表达,但远未达到商业化生产的要求。加强植物体内碳代谢调控,脂肪酸代谢调控以及ＰＨＡ合     

滨海潮滩土壤中微塑料的分离及其表面微观特征

微塑料(5 mm)作为海岸带地区的新型污染物正越来越受到关注.本研究以我国河北省曹妃甸围填海区潮滩土壤为例,采用自行改进设计的连续流动-气浮分离一体化装置,有效分离和提取了潮滩土壤样品中微塑料,并结合扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)对微塑料表面的微观特性进行了表征.研究结果表明,供试土壤中微塑料丰度达到317 n/500 g(其中n表示微塑料个数),平均粒径为1.56±0.63 mm,其中1 mm的微塑料占49.8%;微塑料丰度上整体呈现随粒径变小而增加的趋势.在土壤中分离到碎片、颗粒、纤维和薄膜四类微塑料,其中,黑色碎片类微塑料为首次报道的类型.颗粒类微塑料丰度最大但平均粒径最小.土壤中微塑料表面均有不同程度的风化痕迹,具有不同形态和大小的微孔结构.在部分微塑料中还发现其表面附着稳定的铁氧化物.未来需要深入研究了解基于微塑料表面特性的污染物结合机制、生物积累与生态毒性,尤其更需关注丰度较高、颗粒更细的1 mm的这部分微塑料(MP1).     

说说导电性塑料

去年,日本筑波大学名誉教授白川英树教授(64岁)获得了诺贝尔化学奖,他是第二个获得诺贝尔化学奖的日本人,获奖理由是他"发现并开发出了导电性塑料",他使被认为是绝缘体的塑料具有了像金属那样的导电性,因此赢得了好评.