我国三大水系环境微塑料污染现状及其表面微生物群落特征的研究进展

微塑料(microplastics,MPs)广泛存在于水生生态系统表层,可为水环境中微生物的富集提供独特的生态位,并对生态系统及人类健康造成潜在威胁。我国是塑料生产及使用大国,正面临着严重的塑料污染问题,我国水系的微塑料污染状况及其表面微生物群落的生态效应受到重点关注。本文总结了我国三大水系(长江、黄河、珠江)微塑料污染现状、微塑料表面微生物群落的分布特征及影响因素,最后对我国水环境中微塑料表面的微生物研究现状和未来发展提出总结与展望。     

中欧组织间合作研究项目MIX-UP助力实现“碳中和”

随着全球塑料循环体系的变革升级,提高塑料的回收利用不仅可以减少塑料在生命周期中的碳排放,还可以解决废塑料潜在的生态环境危害。文中介绍了2019年国家自然科学基金组织间国际 (地区) 合作研究项目“废塑料资源高效生物降解转化的关键科学问题与技术 (MIXed plastics biodegradation and UPcycling using microbial communities,MIX-UP)”。该项目聚焦“塑料污染”这一全球化的问题,围绕中欧双方确定的“塑料生物降解菌群”研究领域,联合中欧双方14家优势科研单位,开展实质性的重大前沿合作研究。针对废塑料生物降解中存在的解聚与重塑两个难题,项目以难降解石油基塑料 (PP、PE、PUR、PET和PS) 以及生物可降解塑料 (PLA和PHA) 的混合废塑料作为研究对象,从塑料微生物降解途径解析及关键元件的挖掘与改造、塑料高效降解混菌/多酶体系的构建与功能调控、塑料降解物的高值化炼制途径设计与利用策略3个方面展开研究。本项目将突破废塑料生物降解转化中高效降解元件挖掘、塑料降解物高值化利用的关键科学问题与技术,探索一条废塑料资源化、高值化、循环化、低碳化的新塑料循环路线,建立以“降塑再造”为核心理念的废塑料生物炼制体系,丰富我国固废资源化生物技术利用平台。项目的实施不仅有助于提升我国塑料 (生物) 循环经济的理论基础和关键技术水平,还可以推动我国与国际科研院所的多边交流与合作,促进我国在生物技术领域的创新发展,助力我国碳中和目标的实现。     

海洋微塑料污染的生态效应研究进展

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题。微塑料粒径小,易与海洋生物发生相互作用,可通过多种途径进入海洋生物体内,并在其组织和器官中蓄积和转移,对机体产生毒害。微塑料可沿食物链进行传递,威胁海洋生态系统的健康与稳定。因此,海洋生物与微塑料的相互作用以及海洋微塑料污染的生态效应成为当前研究的热点。综述微塑料的生物附着、生物摄入、对海洋生物的毒性效应及其与化学污染物的复合毒性效应研究的基础上,提出未来微塑料生态效应研究应重点关注我国海洋环境中微塑料的污染现状及生物摄入状况、微塑料的生物效应及其毒理学机制研究、微塑料与其他污染物的复合效应、以及微塑料在海洋生态系统中的作用及其生物地球化学行为等。     

抗菌塑料的抑菌效果评价

抗菌塑料是含锌离子的可溶性玻璃粉,具有杀菌、抑菌性能的新型功能材料。国外抗菌塑料的研究应用起始于20世纪80年代初。欧美国家早期在日用品中应用,近年在玩具产品上应用较多。日本在应用抗菌塑料方面发展更快。首先在家电产品中应用抗菌塑料,抗菌电话等产品一面市,就深受消费者的欢迎。抗菌材料一般具有抗菌、杀菌、防霉、消毒、除臭、防潮等功能。抗菌材料应用范围十分广泛,主要应用于家电设备、医院设施和医疗卫生器具、商店和其他公共场所的设备用具及其他生活日常用品等。随着抗菌材料研究开发的不断进展,其应用范围也必然日益广泛,功能也必然更加齐全。20世纪90年代中后期,抗菌塑料在我国飞速发展。其抗菌塑料产品不断增加,现在已经有抗菌塑料碗、塑料盘、塑料电话、以及食品加工业和餐饮业的机械设备等抗菌塑料产品在我国问世。本文根据抗菌塑料的作用原理和特性,对抗菌塑料效果进行监测探讨,为抗菌塑料的推广和应用提供依据。     

国内简讯

第八届中日韩酶工程学术研讨会在浙江大学召开;基因工程使苯环污染物降解率达90％;酶法生产棕榈酸异辛酯首获成功;“光-氧生物降解塑料”项目投产;北海国发亿元打造海洋生物农肥基地;研重组葡激酶制成功;酶化乳胶和低蛋白乳胶填补国内空白     

循环生物经济背景下我国塑料降解回收发展的机遇、挑战及建议

当前,白色污染造成的消极影响已经扩散到人类社会经济、生态和健康等各个方面,循环生物经济发展进程面临严峻挑战。作为全球最大的塑料生产消费国家,我国在塑料污染的治理问题上肩负着重要责任。在此背景下,本文分析了美国、欧洲、日本与我国塑料降解与回收的相关战略,并对该领域的文献与专利展开计量,从研发趋势、主要研发国家和研发机构等角度了解其技术研发现状,探讨我国塑料降解回收发展面临的机会与挑战,最终提出了政策体系、技术路径、产业发展与公众认知四位一体的未来发展建议。     

生物降解塑料的研究开发与发展趋势

生物降解塑料的研究开发与发展趋势刘仲敏，曹友声（河南省科学院生物研究所４５０００３）编者按据农业部推广总站对我国２５省市关于农田地膜残留量的调查，截至１９ｇｂ年我国已推广使用地膜达２亿亩。地膜一般可使农作物增产１５％～５０％。但地膜回收率低，如北京仅...     

聚乙烯塑料生物降解研究进展

聚乙烯(polyethylene,PE)塑料是全球通用合成树脂中产量最丰富的品种，也是最难降解的塑料之一，其在环境中大量积累已造成严重的生态污染。传统的垃圾填埋、堆肥和焚烧处理技术难以满足生态环境的保护要求，生物降解是解决塑料污染问题的一种生态友好、成本低廉、前景可期的方法。本文对PE塑料的化学结构、降解微生物的种类、降解酶和代谢途径等方面进行了综述，结合国内外PE塑料生物降解的前沿和热点问题，建议重点开展高效降解菌株筛选、人工合成菌群构建、降解酶的挖掘与改造等方面的研究，为PE塑料生物降解研究提供路径选择和理论借鉴。     

PET塑料废弃物及微塑料生物降解与转化的研究现状与展望

塑料工业的发展在给人类社会带来方便的同时,也导致大量的废旧塑料垃圾不断产生,给全球生态系统带来了严重的负担.我国是塑料生产和消费大国,在塑料的研究和治理等方面都面临空前的国际舆论压力,近年来,我国相继推出一系列限塑禁塑政策,发展高效塑料降解策略已成为生态、环境、能源等领域发展的迫切需求.聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是...     

不同浓度微塑料对厚壳贻贝生理和转录物组的影响

微塑料(<5 mm)广泛分布在海洋环境中，对双壳贝类构成严重威胁。本文主要对不同浓度聚苯乙烯微塑料(PS微塑料，直径90μm, 200μg/L MPs、2μg/L MPs)对厚壳贻贝(Mytilus coruscus)的酶活、能量代谢和转录物组的影响进行研究。结果表明，厚壳贻贝微塑料暴露后SOD、CAT活性上升，MDA含量升高，摄食率显著下降(P<0.05),并呈现剂量效应。转录物组分析结果表明，与对照组相比，高浓度微塑料暴露组共鉴定到3 087个差异基因，包括上调的差异基因1 989个，下调的差异基因1 098个；低浓度微塑料暴露组共鉴定到2 184个差异基因，上调的差异基因有1 514个，下调的差异基因有670个。与低浓度微塑料暴露组相比，高浓度微塑料暴露组共鉴定到81个差异基因，包括上调的差异基因41个，下调的差异基因40个。分别对不同比较组的上、下调DEGs进行富集分析，上调的差异基因主要富集到RNA转运(RNA transport)、甲状腺激素信号通路(thyroid hormone signaling pathway)和黑色素生成(melanogenesis)等...     

生物塑料的开发潜力

在我国有很多单位和高校早已开展生物塑料的研发。武汉大学张世炜先生研究一种固氮细菌产塑料物质算是较早的．以后南北方研究人员相继开展了生物塑料的研发,得到了好些产塑料物质的微生物。如真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus),利用碳水化合物、CO2、氧为基物发酵生产天然多聚物,即聚羟基丁酸酯(PHB,基侧链聚β羟基丁酸酯),产量可达菌体重量的70％;     

我国生物技术基地平台建设政策研究

生物技术基地平台是开展生物技术研究、生产和服务的重要基础保障,生物技术基地平台相关政策在指导和推动我国生物技术基地平台建设发展中发挥着重要作用。以近十年来中共中央、国务院以及科技部等政府部门制定的生物技术基地平台政策为研究对象,梳理归纳我国生物技术基地平台政策的价值内涵,探讨建设规律,以期为基地平台的创新发展提供借鉴指导。     

聚乳酸塑料合成、生物降解及其废弃物处置的研究进展

随着国内外禁塑令和限塑令的升级,以聚乳酸(polylactic acid, PLA)为代表的生物基塑料成为传统石油基塑料市场的主要替代品,备受产业界的青睐。然而,公众对生物基塑料的认识仍存在诸多误解。事实上,生物基塑料的降解需要在特定条件下才能实现,泄入到自然环境中同样难以降解,会对人体、生物多样性和生态系统功能造成危害,这与传统石油基塑料相似。近年来,随着我国PLA产能和市场规模不断的提高,亟需进一步加强对PLA等生物基塑料降解性能的认识,挖掘PLA生物降解资源,关注和研究生物基塑料回收处理模式。基于上述背景,本文首先介绍了PLA塑料的性质及合成方式,以及PLA塑料的产业化与市场规模;其次,对目前聚乳酸塑料微生物与酶法降解的研究进展进行了综述,并对其生物降解机制进行了探讨;最后,提出了微生物原位处理和酶法闭环回收两种聚乳酸塑料废弃物生物处置方法,并对PLA生物基塑料的发展前景和趋势进行了展望。     

欧洲科研人员发明用木质素生产生物塑料方法

据墨西哥《千年报》日前报道，欧洲的科研人员声称发明了利用造纸工业产生的废料获取木质素生产生物塑料的方法，这不仅将有助于降低塑料生产对石油的依赖程度，还将促进可循环产品的生产。     

圈养大熊猫繁育获丰硕成果

近日．记者从国家林业局获悉，2007年全国圈养大熊猫繁育取得丰硕成果。据国家林业局大熊猫保护管理办公室统计，截至11月513，我国大熊猫共繁育19胎31只，成活25只。其中四川卧龙中国大熊猫研究中心繁殖12胎20只，成活16只；成都大熊猫研究基地繁殖6胎10只，成活8只。至此，全国人工圈养大熊猫种群数量已达239只，其中有128只（不含香港4只）饲养在卧龙中国大熊猫研究中心，67只在成都大熊猫研究基地。     

基于DPSIR模型的国家大型煤电基地生态效应评估指标体系

国家大型煤电基地的规划建设是《中国国民经济和社会发展"十二五"规划纲要》中的重要内容,也是我国未来能源发展战略的重要举措。随着社会经济的不断发展,对人类活动生态效应的评估也越来越受到关注,对国家大型煤电基地生态效应的评估是确保煤电基地区域可持续发展的重要步骤。我国煤电基地多分布在北部干旱半干旱的生态脆弱区,区域生态环境直接影响到我国京津唐、东北城市群、华北东北两个主要粮食基地的生态安全,乃至直接影响到国家生态安全。因此,对国家大型煤电基地生态效应进行科学评估至关重要。基于DPSIR(驱动力Driving force—压力Pressure—状态State—影响Impact—响应Response)概念模型,以内蒙古锡林郭勒盟煤电基地为主要研究区域,从社会经济、资源能源、生态环境三个相关系统中梳理出43个评估指标,构建了国家大型煤电基地生态效应评估指标体系,以期科学评估国家大型煤电基地建设运营过程中的生态效应。     

微塑料对稻田土壤温室气体排放和微生物群落的影响

微塑料因在土壤环境中广泛存在及其潜在的生态风险而受到越来越多的关注。微塑料的赋存会改变土壤理化性质,并对土壤微生物群落及其驱动的生物地球化学过程产生影响,而相关研究尚处于起步阶段。可生物降解塑料作为传统塑料的替代品,越来越多地应用于农业活动,并释放到土壤中。然而,可生物降解微塑料对土壤微生物特性产生影响的研究鲜有报道。基于此,本试验以我国三江平原水稻田土壤为研究对象,选取了2种常见的微塑料为试验材料,分别为传统型微塑料聚丙烯(Polypropylene,PP)和可降解微塑料聚乳酸(Polylactic acid,PLA),进行了为期41d的微宇宙培养实验,旨在分析不同浓度与类型的微塑料对土壤可溶性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)含量及官能团特征、温室气体排放以及微生物群落结构的差异性影响。结果表明,传统型微塑料PP与可降解微塑料PLA添加均对土壤理化性质与微生物群落产生显著影响。其中,微塑料添加大体上增加了土壤DOC含量,PLA的促进作用较为明显,且增加含量与微塑料添加量呈正相关;PP和PLA均影响土壤DOC分子结构,削弱了土壤团聚化程度并促进了大分子量DOC化合物的生成;微塑料的添加促进土壤CH₄排放,而有效抑制了土壤CO₂排放;微塑料显著改变了土壤细菌和真菌群落的丰富度与多样性。相关分析结果表明,土壤CO₂累计排放量与芳香族化合物结构及疏水性等官能团特征、变形菌门(Proteobacteria)与放线菌门(Actinobacteria)均呈显著正相关关系。以上结果表明,微塑料添加改变了土壤DOC含量及官能团特征与微生物环境,进而影响土壤温室气体排放。本研究为今后微塑料对土壤地球化学和微生物特性的影响研究提供了科学的思路,同时也有助于评估微塑料对土壤生态系统的生态风险。     

巴西首家“绿色塑料”工厂投产

巴西石化工业巨头Braskem公司于2010年9月24日在南大河州石化基地举行以甘蔗乙醇为原料生产聚乙烯工厂的投产揭牌仪式,这是全世界首家以生物材料为原料的成规模聚乙烯工厂,该厂年产聚乙烯20万t。新投产的以甘蔗乙醇为原料生产的聚乙烯,通过加温、脱水、提纯、压缩、清洗、浓缩等工序制成,被称作“绿色塑料”,     

我国生物技术基地平台现状与发展建议

生物技术是21世纪以来新一轮科技革命和产业变革的核心,而生物技术基地平台是开展生物技术研究、生产和服务的载体,是生物技术创新体系的重要组成部分。对世界主要发达国家及我国生物技术基地平台的总体规模和建设情况进行梳理分析,并借鉴国外经验,提出改进我国生物技术基地平台建设的政策建议,以供参考。     

苹果增产菌对苹果的增产防病效果试验研究

苹果增产菌对苹果的增产防病效果试验研究河南省三门峡市植保站三门峡４７２０００郭建平，杭海龙，张自由，朱建明三门峡市位于豫、晋、陕三省交界处，属豫西丘陵山区。土层深厚，酸碱度适中，昼夜温差大，生态环境极适合苹果生长，是我国优质苹果生产基地之一。全市现有...