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	<title>Jointings.org &#187; 塑料</title>
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		<title>100% 发现率！人胎盘出现微塑料，肉眼可见；最新研究证实多器官受到影响</title>
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		<pubDate>Wed, 12 Jun 2024 07:58:53 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[【能源与环境】 &#124; Energy &#38; Environment
作者：Swagpp，梅斯医学，2024-03-04
随着塑料品的消费量逐年增加，塑料污染已然成为全球面临的最紧迫的环境威胁之一。而这些塑料制品释放出的塑料碎片，又会在物理、化学和生物的进一步降解后分解成为“更微小但更严重”的威胁，即「微塑料」或「纳米塑料」。
微塑料（Microplastic），是指直径在1μm至5mm之间的塑料碎片和颗粒，在塑料制品使用过程中释放，特别是食物用途的塑料制品。事实上，越来越多的实验表明，塑料聚合物的碎裂并未止步于“微米级”，而是进一步形成了纳米塑料，数量上更是比预期高出了好几个量级。 纳米塑料（Nanoplastics），则是目前已知最小的微塑料，尺寸在1μm以下。与微塑料相比，纳米塑料更易进入人体，其体积小到可以穿过生物屏障（比如细胞膜）并进入生物系统，包括血液、淋巴系统，甚至全身。
胎盘中微塑料检出率高达100% 微/纳米塑料可能会遍布全身并产生损害？ 这并非空穴来风，Toxicological Sciences上最新刊登的研究，采用了一种新的分析工具测量了人类胎盘中存在的微塑料，得到的结果令人震惊！在接受测量的62个胎盘样本中100%地检测出了微塑料，浓度为每克组织中6.5-790微克。 微克，听起来不多？但正如毒理学中的基本原理“剂量决定毒性”所述，积少成多聚沙成塔，如果剂量不断增加，很可能带来一定的健康危害。“如果连胎盘中都存在微塑料，那么地球上所有哺乳动物的生命均可能受到影响，说明事态很严峻了！”美国新墨西哥大学的Matthew Campen博士强调。
图源：https://hsc.unm.edu/news/2024/02/hsc-newsroom-post-microplastics.html
人类胎盘由贝勒医学院数据库提供，收集时间为2011-2015年，最终有62个符合条件的胎盘被用于Py-GC-MS分析。
为了能更精准地确定和量化纳米和微塑料（NMPs）在人体组织中的累积程度，研究者开发了一种新方法：通过皂化反应和超速离心从人体组织样本中提取出固体材料，从而可以采用热裂解-气质联用（Py-GC-MS）来对塑料进行高度特异性和定量分析。
具体来说，研究者首先对样本进行化学处理，使得脂肪、蛋白质进一步水解和皂化成小分子。接着，将样品放入超速离心机中，最终在试管底部观察到一小块塑料。
再然后，研究者采用Py-GC-MS对收集到的塑料块儿进行处理，将其加热到600℃后，从而捕捉不同类型的塑料在特定温度下燃烧时释放出的气体。“很酷的是，气体进入质谱仪后，会留下属于自己的印迹。”Campen解释道。

实验流程

Py-GC-MS分析显示，纳入分析的62个胎盘样本中均存在微塑料，每克胎盘组织中的NMPs浓度从6.5µg到685µg不等，均值为126.8±147.5µg/g。 其中，胎盘组织中最常见的聚合物是聚乙烯（PE），几乎所有样本中都存在。按重量计算，PE占NMPs总量的54%，平均浓度为68.8±93.2µg/g。事实上，生活中聚乙烯的使用率非常高，主要用于食品包装和塑料瓶，比如水果、蔬菜、超市采购回来的半成品都是用PE保鲜膜。 聚氯乙烯（PVC）和尼龙紧随其后，各占总量的10%左右。而剩余的26%，由其他9种聚合物组成。


胎盘中的NMPs含量 
研究者表示，在胎盘中发现如此高浓度的微塑料，是一件非常令人担忧的事儿！
胎盘是孕期母体和胎儿循环系统之间的接口，约在怀孕后一个月开始形成。时间跨度上来说，胎盘组织仅有8个月左右的生长期，就能囤积如此之高浓度的NMPs；那么，这些微塑料也会在人体内其他器官进行更长期的积累。
警惕！微塑料已入侵人类心脏及全身
而这绝不是杞人忧天。去年，来自中国首都医科大学的研究学者们竟然在与外部环境没有接触的器官——心脏及其周围组织中发现了微塑料的存在！
研究者从心脏收集来的5种不同类型的组织中，包括心包、心外膜脂肪组织（EAT）、心包脂肪组织（PAT）、心肌和左心耳（LAA），检测到直径20-469μm不等的微塑料颗粒。

doi: 10.1021/acs.est.2c07179.
为了获得人体内器官存在微塑料的“直接证据”，研究者招募了15名正在经历心脏手术的参与者，最终收集到6个心包样本、6个EAT样本、11个PAT样本、3个心肌样本和5个LAA样本。
最终，在所有的5类样本中均检测到了微塑料的存在，直径从20到469μm不等。
其中，最常见的微塑料类型是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），约占总数的77%，在心包、EAT、PAT和心肌中的具体占比分别高达96%、83%、49%和43%；其次为占12%的聚氨酯（PU），主要存在于LAA样本中。
值得注意的是，虽然PE只占到微塑料颗粒总数的1%，但在所有的组织样本中均检测到。同时，在9号患者的心肌样本中也能找到PE，说明微塑料的污染已达到了人体最深的解剖结构！

微塑料在人体中的分布情况
由于此次样本是接受心脏手术的患者，研究者还发现了另一个微塑料的来源途径——没错，就是心脏手术本身。
在手术过程中，患者会接触到各种带有塑料成分的医疗器械，这也使得手术前后患者血液样本中的微塑料类型以及直径分布出现了改变。举例来说，手术前血液中检测到的最常见的微塑料类型为PET，占67%；而聚酰胺（PA）则是手术后血液样本的含量最高的微塑料颗粒类型。
因此，研究者强调，侵入性医疗程序很有可能成为被忽视的微塑料暴露途径，值得重视！

心脏中的各种微塑料类型分布 
先前，加拿大的Kieran D. Cox教授和他的团队以美国人饮食为基础，根据食物消费种类以及不同种类食物所含有的微塑料数量，估算出每人每年会吃掉5万个微塑料颗粒，如果算上漂浮在空气中、被呼吸吸入的微塑料，那么每人每年吃掉的微塑料颗粒数量在7.4万-12.1万之间。
按照重量计算的话，每人每周大约吃掉5g微塑料，相当于一张银行卡的重量！还真是活到老，吃微塑料到老呢。
微/纳米塑料的“温水煮青蛙”式健康危害
不夸张地说，NMPs对人的影响往往是“温水煮青蛙式”的——很容易被忽视，但对健康的危害或是积年累月的。
去年，维也纳医科大学等多院校联合开展的研究，揭示了一个令人惊讶的现象：仅摄入后2小时，纳米塑料便会穿过血脑屏障（BBB）抵达大脑，而这可能会增加炎症、神经系统疾病以及神经退行性疾病的风险。
本研究中，研究者选择了聚苯乙烯（PS）来模拟塑料微粒通过血脑屏障后的转移。PS属于热塑性塑料，经常被用来制作各种需要承受开水温度的塑料杯、一次性泡沫饭盒；因其使用广泛，污染环境的程度较高，而被纳入了本次的重点研究对象。
令研究学者意想不到的事情发生了！在灌胃的仅仅2小时后，小鼠脑组织中便出现了特定的纳米级绿色荧光信号。这表明，0.293µm的PS微粒能在很短的时间内被胃肠道吸收，并穿透BBB进入脑组织中。
有意思的是，脑组织中只检测到了绿色荧光颗粒（即0.293µm的纳米塑料），而没有更大颗粒的信号。也就是说，塑料微粒的大小或是影响其穿透BBB能力的关键因素。


给药的2小时后，小鼠脑内检测到纳米级PS塑料微粒 
此外，Science Advances上最新刊登的研究揭露了微塑料的另一大新罪证——纳米塑料能够进入大脑，与神经元中的蛋白纤维发生作用，从而加剧帕金森病的风险。 这些“狡猾”的塑料微粒不仅仅是进入大脑这么简单，还诱导了严重的神经毒性，成为某些疾病的“铺路石”。

 DOI: 10.1126/sciadv.adi8716 
帕金森病（PD）的病理特征是α-突触核蛋白在脆弱的脑神经元中病理性积聚，可以说α-突触核蛋白是PD发病中的中心环节。 为了探明塑料微粒与帕金森病之间的关系，第一步，研究者先在体外将高浓度的野生型人类α-突触核蛋白单体蛋白（~1 mg/ml）与聚苯乙烯纳米塑料（平均直径~39.5±0.7nm的1nM）进行混合。
结果显示，在阴离子纳米塑料污染物的催化下，α-突触核蛋白发生了聚集。具体来说，在α-突触核蛋白与纳米塑料污染物持续混合的6天后，产生了浑浊的白色泡沫界面，整体也出现了浑浊。使用负染色透射电镜（TEM）观察溶液中的产物发现，早在第3天就有多条α-突触核蛋白纤维从单个微塑料中发出。


纳米塑料污染物与α-突触核蛋白的混合过程 
第二步便是探究“how”——具体来说，阴离子纳米塑料是如何加速α-突触核蛋白的聚集的呢？ 分子动力学（MD）模拟表明，α-突触核蛋白与阴离子纳米塑料形成了相当稳定的复合物，其特点是在两亲结构域和邻接非淀粉样成分（NAC）结构域中具有很强的静电吸引和压实作用。然而，如果使用中性或阳离子纳米塑料来取代阴离子纳米塑料时，则未能形成类似的复合物。 仔细观察发现，阴离子纳米塑料能够置换水，插入α-突触核蛋白的两亲结构域和NAC结构域，并与之形成强烈的相互作用。正是两亲结构域和NAC结构域的存在，促成了阴离子纳米塑料与α-突触核蛋白的特异性结合，从而促进α-突触核蛋白成核。 与此同时，阴离子纳米塑料还会导致神经元的轻度溶酶体损伤，减缓α-突触核蛋白聚集体的降解。生成的增多，降解的减少，自然会导致“不平衡”的发生。


阴离子纳米塑料与α-突触核蛋白共同形成了稳定的复合物 
第三步便是追踪真实的脑内链路，研究者构建了小鼠模型，将不同浓度的人类α-突触核蛋白纤维滴定在小鼠的初级神经元上。光片显微镜和共聚焦分析表明，α-突触核蛋白纤维很容易扩散开来，在大脑皮层、丘脑和杏仁核的神经元以及黑质紧密区（SNpc）的多巴胺能神经元中积聚。 当共同注射纳米塑料与α-突触核蛋白纤维时则出现了更令人惊讶的情况——注射3天后，SNpc中大约20%的多巴胺能神经元的α-突触核蛋白纤维和纳米塑料均呈阳性，且有75%的α-突触核蛋白纤维信号与纳米塑料共定位。 事实上，当给小鼠同时注射纳米塑料和α-突触核蛋白纤维时，会在多巴胺能神经元中观察到成熟的胞质磷酸化Ser129-α-突触核蛋白包涵体，同时在整个皮质幔、杏仁核和SNpc中均出现了pS129-α-突触核蛋白病理变化的大幅增加。 总结而言，在较高的纳米塑料浓度下，这些大脑中的阴离子纳米塑料污染物会与α-突触核蛋白纤维发生协同作用，上调pS129-α-突触核蛋白包涵体在相互连通的大脑区域中的传播，进而增加了小鼠大脑皮层、杏仁核和SNpc中的病理沉积。



纳米塑料在小鼠脑内聚集并形成包涵体 
最后一步，也是与人类关联性最强的一步——研究者采用裂解气相色谱-质谱法在人脑中检测到清晰的苯乙烯纳米塑料。 聚苯乙烯并非止步于血液中，其纳米塑料颗粒可穿透哺乳动物的血脑屏障。在先前的研究中，研究者在路易体痴呆症患者的额叶皮层脑组织中观察到很强的α-突触核蛋白种子活性，同时也发现了强烈的苯乙烯离子痕迹。 这些数据首次测量了纳米塑料可能作为污染物进入人脑组织中，但其浓度与作用还需要更进一步的人体试验进行探究。




神经元α-突触核蛋白和纳米塑料污染物之间的病理相互作用 
综上，纳米塑料污染能够促进帕金森病以及痴呆症相关的α-突触核蛋白的聚集。具体来说，阴离子纳米塑料污染物能够进入大脑组织，通过与α-突触核蛋白的两亲和NAC结合域的高亲和相互作用，导致α-突触核蛋白病理学的传播和积聚，进而诱导帕金森等神经性疾病的发生。 众所周知，塑料降解速度很慢，通常会持续数百年甚至数千年，这也增加了微塑料被摄入并累积在许多生物体和组织中的可能性。 为了避免人类的五脏六腑变成“塑料制品”，最简单的办法就是——尽量在生活中减少塑料制品的使用并及时治理塑料污染，别让地球被塑料“攻陷”之后再追悔莫及。
参考资料：
[1]Garcia MA, Liu R, Nihart A, El Hayek E, Castillo E, Barrozo ER, Suter MA, Bleske B, Scott J, Forsythe K, Gonzalez-Estrella J, Aagaard KM, Campen MJ. Quantitation [...]]]></description>
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		<title>行业前沿｜能否大规模利用再生塑料建楼铺路？</title>
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		<pubDate>Thu, 27 Jul 2023 12:43:32 +0000</pubDate>
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赞助稿酬
作者：作者：罗伯·乔丹（Rob Jodan），斯坦福伍兹环境研究所，2023.07.18
译者：独立媒体人（Jointing.Media）茉莉

废塑料可以用来修建道路和建筑吗? 斯坦福大学的工程师Zhiye Li和Michael Lepech探讨了在基础设施建设中利用废弃塑料的潜在可能。

图：在基础设施建设中使用废塑料可能性的白皮书中，斯坦福大学的研究人员分析了加州一个在沥青道路中使用塑料瓶的项目。(图片来源:Caltrans)
白皮书由美国国家科学院和工程院和医学院(NASEM)委托斯坦福大学撰写，Leech和Li研究了循环经济中塑料回收现状、挑战和需求，并研究了在基础设施中长期使用塑料的耐久性和环境成本。通过计算机建模、科学研究、实验和实地数据，并访谈了回收行业利益相关者。他们分析了旧金山现代艺术博物馆使用废塑料制作立面面板和加州交通部道路项目中使用废塑料制作路面的案例。研究结果表明，通常用于汽车、船只和飞机部件的拉伸塑料——可回收的玻璃纤维增强聚合物复合材料，大有可能在建筑中重复使用。
NASEM最近向国会、美国交通部和美国环境保护署提交的报告的附录中就包含这份白皮书，作为向政策制定者提出建议的基础。
土木与环境工程教授Leech和土木与环境工程博士后学者Li讨论了将废塑料转化或升级为有价值材料所面临的障碍、机遇及其他：
问：在基础设施建设中废使用塑料的最大障碍是什么?
Leech：通过这次撰写白皮书的工作，我和同事们都认同其中的挑战之一是：困难的经济学与城市固体废弃物中的塑料废弃物的物流管理。塑料废弃物的物流充满极大变数，每个月的质量不同，塑料种类也在变化，比如，大量不同的包装。
问：此中的机会何在呢?
Leech:聚合物复合材料的建造在使用寿命终结可回收，可能会改变整个建筑行业的游戏规则。因为可能有着统一成分的大量材料回收再利用到下一个基础设施中较为容易。
Li:我们在白皮书中给出了一些建议:改进垃圾分类，鼓励和支持塑料升级回收创新，建立一个塑料混合物的性能数据库，并对这些材料在不同使用条件下的耐久性建立预测模型。
问：基础设施塑料垃圾的升级回收对其他的循环经济的尝试有什么借鉴意义?
Li: 再生塑料在基础设施中的升级利用，树立了通过创造需求来创造价值的榜样。与传统建筑材料相比，再生塑料混炼建筑材料既要达到一定的性能要求，又要保持较低的环境影响。我们在研究论文显示，对于使用寿命较长的项目(例如，某些混合塑料复合建筑板或沥青路面)，所需的质量和可持续性要求更容易实现。
问：废塑料的升级利用在环保方面具有明显的优势，那么从商业或者企业利润角度看，优势是什么?
Leech:在众多潜在优势中，一部分循环经济价值链上的公司可能会有监管优势，例如或明或暗的经营许可的延长，监管机构的更大灵活性等。不依赖原始化石资源，实际应用中提升操作效率。从风险管理的角度看，环境紧急情况有可能减少，例如石油泄漏，保险费降低。瞄准重视环保和可持续产品的市场，肯定有增长的机会。最后，当企业将价值链与企业使命相结合后，尤其是具有环保意识的企业，企业将在战略方向上更清晰。
问：除了建筑和道路，再生塑料还有哪些主要的潜在应用?
Li:越来越多人对基础设施中应用再生塑料感兴趣，因为它创造了一些有巨大潜在需求的高价值的东西。除建筑外，再生塑料还有很多应用领域，但是如建筑这么长的使用寿命，或者这么大的使用量的不多。例如，包装消耗了全球60%以上的再生塑料，但使用寿命很短。一些汽车的零部件可用再生塑料制造，但它们需要的塑料量则相对较少。
Lepech还是韩国仁川环球校区斯坦福中心（Stanford Center at the Incheon Global Campus）系主任，该中心致力于智能、可持续城市和城市社区的研究。他还是斯坦福环境研究所(Stanford Woods Institute for the Environment)的高级研究员。
Li还是斯坦福大学John a . Blume地震工程中心和韩国仁川环球校区斯坦福中心（Stanford Center at the Incheon Global Campus）研究员。
英文原文
 
JM编后语：
2021年10月，联合国环境规划署（UNEP）发布了最新评估报告《从污染到解决方案：海洋垃圾和塑料污染全球评估》（From Pollution to Solution: A Global Assessment of Marine Litter and Plastic Pollution）。报告显示，目前海洋中仍有大约7500万至1.99亿吨塑料垃圾，占据海洋垃圾总重量的85%。如不采取有效干预手段，预计到2040年，每年进入水生生态系统的塑料垃圾数量将增加近两倍，达到每年2300-3700万吨。
该评估报告显示，全球范围内在1950年至2017年间产出的塑料制品约有92亿吨，其中大约70亿吨都成为了塑料垃圾。这些塑料垃圾的回收率很低，不到10%。数以百万吨计的塑料垃圾被丢弃到自然环境中，或是被运到数千公里之外焚烧或倾倒。
《自然》杂志子刊《自然-通讯》发表的一项统计显示，全球每年通过河流排入海洋的塑料垃圾有115-241万吨，亚洲占全球总污染量的67%。
塑料回收是近年来再生资源研究的重点。早期我国塑料需求较大，而整体塑料生产能力不足，导致废塑料进口持续走高，2008年至2012年期间，中国废塑料进口量已增长近900万吨。全球废塑料出口到中国的占比高达45%。2013年，中国发起了“绿篱”行动，禁止进口不洁废塑料和其他“有毒”垃圾，2017年“禁废令”出台后完全禁止废塑料进口。与此同时，由于目前国内再生塑料技术和产业链仍未成熟，相较国际发达水准平均成本高出10-20%左右，再生塑料进口量仍居高位，数据显示2021年再生塑料颗粒进口量约360万吨。
我国从来没有向其他国家输送过废塑料，本土处理率达100%。据中国物资再生协会测算，2021年我国废塑料回收量达1900万吨，回收率达到31%，回收利用产能约占全球70%。
世界发达国家与大型企业开始重视可再生塑料的应用，欧洲要求2025年包装类废旧塑料再生利用率达到50%，2030年达到55%。根据法国环保集团威立雅发布的报告，相比生产原生塑料，回收再生塑料可减少30％~80％的碳排放。
EN
编辑：一白

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