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华裔女孩要“吃”塑料垃圾 这是咋回事?

更新日期:2024-06-21T08:06:09 | 人感兴趣
    尽管人类对生物降解塑料已经研究了数十年,但两位加拿大华裔女孩的“生物降解塑料”项目,是首个成功利用本地资源实现塑料降解的案例——分解塑料能力最强的那种细菌,就来自垃圾填埋场。

    两位华裔女孩的履历满是耀眼的光环:2013年获得加拿大新闻周刊《麦克林》(Maclean’s)评选的“25岁以下的未来领袖奖”;2014年获得加拿大自然资源委员会颁发的本科学生研究奖;2015年获慈善组织“加拿大计划”颁发的“全国20名20岁以下顶尖青少年”奖;两人共同研究的科学实验,获得了加拿大“赛诺菲生物天才挑战赛”大奖,研究成果被评估价值超过1000万加元(约合人民币5035万元);2016年获得“沃顿商业计划大赛”一等奖。

    是什么“秘密武器”使这两个女孩获得这么多抢眼的赞誉?一切得从这两位好伙伴高中时参加的一次环保主题活动说起。在这次活动中,她们目睹了加拿大温哥华某个垃圾中转站的塑料垃圾山,深受触动。

    目睹加拿大某个垃圾中转站的塑料垃圾山后,华裔女孩姚佳韵与汪郁雯深受触动,决定寻找降解塑料的方法。

    一向关心环保的她们了解到,一种常见的增塑剂邻苯二甲酸酯,可以提高塑料制品的柔韧性、透明度和使用寿命,在儿童玩具、饮料罐、化妆品和食品包装里都能找到它的踪影。可是,这种化学物质很容易从塑料制品中逸出。据统计,每年全球约有重达21万吨的邻苯二甲酸酯,经各种途径释放到空气、水和土壤中,造成严重的环境污染。这类物质还可以通过皮肤接触、吸入或吞食进入人体,可能干扰人体的内分泌系统,毒害人的生殖和发育系统等。

    她们咨询垃圾站的工作人员了解到,当下不管使用什么方法处理,充其量都只能使塑料变成微小的碎片,无法使其真正降解,哪怕经过上千年,这些废品依然在危害自然,为了掩埋它们还占用了大量土地资源。有没有办法使其像吃剩了的苹果核一样,几天之内就“腐烂”掉呢?两人开始想方设法寻找答案。

    暑期2015

    “赛诺菲生物天才挑战赛”即将开赛,参赛期间可以使用专业实验室哦!

    这两位好伙伴很想在高中毕业前做一件很酷的事情——解决一个环保难题,恰逢加拿大“赛诺菲生物天才挑战赛”即将开赛,这是一项鼓励年轻人进行生物科技研究的挑战赛事。于是,她们以降解塑料为题向大赛组委会提交了计划书。入围后,最令她们兴奋的是,参赛期间可以使用高校里的专业实验室。

    在接下来的4个月里,两人在加拿大英属哥伦比亚大学微生物学与免疫学专业林赛˙艾尔迪斯博士的悉心指导和帮助下,从当地莱福野鸟保护区3个不同地点,以及弗雷泽河附近的里士满垃圾填埋场的土壤中,分离出了14种菌株,将其一一放入富含邻苯二甲酸酯的培养基里进行培养。实验反复失败又不断继续,最后她们发现,有3种菌株数量增长,而同时作为唯一营养源的邻苯二甲酸酯质量减少,意味着这3种细菌“吃掉了”增塑剂,并将其分解成了二氧化碳、水和酒精等物质。

    姚佳韵与汪郁雯通过实验,分离出3种细菌,能够“吃掉”增塑剂。

    借助基因测序和扩增技术,两人向大赛评委会提交了实验结果,一举夺魁。她们找到的3种细菌中,有两种是过去未被人类确定具有降解塑料本领的;尽管人类对生物降解塑料已经研究了数十年,但她们的实验是首个成功利用本地资源实现塑料降解的案例——分解塑料能力最强的那种细菌,就来自里士满垃圾填埋场。

    姚佳韵(左)与汪郁雯(中)组建了“BioCellection”公司,其团队获得“2016年沃顿商业计划大赛”一等奖。

    大学期间她们不仅继续深入生物降解塑料的研究,还开始学习专业以外对创业有帮助的课程。姚佳韵在多伦多大学生物化学和环境科学进行双主修学习;汪郁雯在宾夕法尼亚大学主修分子生物学,同时选修了商科、工程创业甚至哲学方面的课程。2015年5月,两个好伙伴携手创建了“BioCellection”公司。

    催生这家初创公司的原因是,每年有大约800万吨塑料垃圾入海,造成的污染惊人,海洋渔业资源不断恶化。更重要的是,人类捕获的海鲜并不全被人直接食用,而是有30%~37%被制成鱼粉饲料等,用于饲养鱼类和禽畜,其中养鱼占46%。美国纽约州立大学石溪分校海洋与大气科学研究院的艾伦˙皮吉特奇教授说,被捕的饵料鱼有凤尾鱼、沙丁鱼、鲱鱼和其他中小型鱼类,这些都是海洋哺乳动物、大型鱼类、海鸟的主要食物。捕猎海洋鱼类做人工饵料和饲料,给海洋食物链带来了明显的不稳定因素。

    凤尾鱼被用于制作鱼饲料。捕猎海洋鱼类做人工饵料和饲料,给海洋食物链带来不稳定因素。

    汪郁雯和姚佳韵查阅资料了解到,人工养殖一条鲑鱼(三文鱼)仅饲料就要消耗4条野生鱼,这在经济上是低效的,而且照这个速度下去,海洋野生鱼类在2048年将面临枯竭。她们还注意到,已经处于高位的鱼饲料价格,每年仍以10%~12%的速度增长。

    两人的塑料降解研究发现,经过细菌降解之后,塑料的分子结构发生改变,不再具有毒性,完全可以变废为宝,成为鱼的营养源。价值1240亿美元的全球鱼饲料市场,或许该迎来一场新的革命了。

    虽然“BioCellection”的产品还未进入市场,但前期实验结果非常鼓舞人心。她们利用基因技术改造细菌,加快它分解塑料的速度,毕竟要量产的话,生产速度不能太慢;同时,与鱼饲料生产巨头合作,将塑料被分解后的产物按一定配方制成鱼食,与普通鱼饲料做饲养对比实验。

    她们选择以口味挑剔而闻名的鲑鱼做实验对象,发现这种塑料饲料很对鲑鱼的胃口,并使其死亡率下降了73%。另外,还有一个很有趣的现象:它们的排便量较喂养传统鱼饲料要少得多。这意味着鱼池内积攒的微生物会比较少,将大大减少鱼池内的耗氧量,也能间接降低渔业成本。

    据两人预计,“BioCellection”生产的新型饲料将会在两年之内投放市场。尽管开始时的价格可能会略高于传统饲料,但由于其价格相对稳定,而且具有其他方面的优势,所以前景非常乐观。两位女孩认为,将来她们公司将成为渔业养殖、观赏水族馆甚至宠物食品等领域的重要供应商。
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