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2018上半年研究速递

这是公众号环境黑板报上半年所有研究速递的汇总,本来打算一年总结一次,但估计会导致年底时间不够用就改半年总结一次。研究速递是关于环境相关的研究吐槽,主要关注期刊是ES&T与ES&T letter,也有其他综合类期刊的条目。目前投稿都是在github上完成的,每月总结一次推送到公众号,欢迎各位同学来此投稿:https://github.com/yufree/hjhbb/issues/11 (七月)

另外,也欢迎感兴趣的同学通过公众号对话或GitHub投稿自己的环境相关见解文章到环境黑板报。公众号已运行半年多,目前关注人数两千多,运营者是中科院生态环境中心的在读与毕业的硕士博士及博后,每周四更新一篇推送,月底会有当月的研究速递与政策速递,投稿也会有专人校稿。希望公众号能够成为环境类研究、政策、就业与工程实践经验分享的一个平台,为环境从业人员答疑解惑。作为公众号运营团队的一员,我博客里关于环境的文章也会出现在公众号推送里。

一月

研究动态

  • ES&T Letter 的执行主编是一个特别喜欢写 editorial 的教授,哪怕一期就三四篇,在 Letter 的 IF 没有超过正刊后,主编大人自己定义了一个 Author Impact Factor(AIF),用过去两年发表数除以2,然后又定义了 L 因子(用 AIF 除以发表期刊的平均 IF ),不得不说这个指标就比较难刷了,有一点他说的非常在理,期刊要以发表的工作为荣,而不是反过来。

推荐人:于淼

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.7b00546

  • 用高通量metagenomics 测室内空气中的病毒核酸,采样的地方是12个大学宿舍。宿主多样性很高,而且病毒群落组成可能反映与房间居住者的关联。

推荐人:田振宇

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b04203

  • 考虑停留时间,室内空气污染其实比室外影响要大,清华大学的一个研究组考察了中式烹饪过程中室内污染的影响因素,结果发现烹饪方式对大多数污染物影响最严重,基本趋势是炒菜>油炸>蒸煮,如果开了排气扇,大多数污染物浓度都能下降一半。

推荐人:于淼

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05600

  • 左旋葡聚糖经常被用来作为生物质燃烧的标志污染物进行溯源,然而最近的研究发现燃煤也可以生成左旋葡聚糖,这导致我们可能高估了北京的细颗粒物中生物质燃烧的贡献,特别是有燃煤行为的地区

推荐人:于淼

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05858

  • 关于精子质量和大气颗粒物之间关联的流行病学研究。结论比较有意思,说 PM10 (以及与 PM2.5的差) 与精子质量有负相关性,而不是PM2.5。但是大气颗粒物的数据来自区域性的监测和调查问卷,感觉不是很靠谱。

推荐人:田振宇

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05206

  • 光化学反应能在道路尘土中产生单线态氧。大气气相反应和水体光化学反应中的单线态氧并不稀奇,考虑到颗粒物本身就带有各种污染物,这个发现还是有点意思。和持久自由基有无关联?是否会影响stormwater 中的污染物?可以问出一系列的问题了。

推荐人:田振宇

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.7b00533

  • 欧盟在2018年又加入了7种严控污染物,有三种含镉物质,另外得克隆也进入名单了,阻燃剂从 PBDEs 开始,几乎就是沿着替代品路线一路禁下去,核心问题在于卤代物天然具有遇热释放卤原子猝灭火焰的特性,替代物都是沿着这个常温稳定,高温分解的思路开发,而这个思路几乎对应持久性有机污染物的特性,这个猫捉老鼠的游戏需要新技术作为搅局者来打破循环。

推荐人:于淼

链接:https://echa.europa.eu/candidate-list-table

  • 数据分析方法是长久以来被忽视的研究方向,伴随数据时代的崛起,越来越多的数据人才正在流入传统科研领域掘金,环境学科更是价值洼地,这篇 EHP 的文章是基于 stan 构建的一个贝叶斯在线分析工具,从 stan 角度看就是一个本科生课后作业水平,但 EHP 在环境领域什么份量相信大家都心里有数。总之,不学习新知就会被抛弃,这是学术圈的铁律。

推荐人:于淼

链接:https://ehp.niehs.nih.gov/ehp1289/

二月

研究动态

  • 人为设计过的 DNA 被纳米材料包裹后释放到流域中进行溯源是一项非常新的技术,确实 DNA 片段是环境友好的而纳米材料是稳定的,但一个有意思的情况是如果搞 eDNA 研究的跟 DNA-tracer 的都用了一条河… 呃,估计要出大新闻了

推荐人:于淼

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b02928

  • 我在逻辑上等这篇文章很久了,就知道微塑料上这个“微”字一定会被“纳”字来入侵,现在果然有人跑出来炒“纳塑料”概念了,一个尺度转换就是一个学科啊

推荐人:于淼

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05559

  • 经济发展对于污染物的迁移等环境过程有着重要影响,这篇研究发现发达地区对周边欠发达地区输送了汞污染或者说优先使用了脱汞技术,这类按经济区域尺度研究的污染不平衡很有意思,如果跟自然地理条件相结合可能会有很有意思的发现

推荐人:于淼

链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b04607

  • 也是关于微塑料的,用 micro-Raman 检测瓶装水里的微塑料,发现瓶体会向水中直接释放塑料微粒。听起来是有点吓人,浓度呢?真正的风险呢? 推荐人:田振宇 链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135417309272

  • 《地球物理学研究快报》发现大约 79.3 ± 46.1 万吨的汞被冻结在永久冻土层中,而 2010 年全球人类活动排放到大气中的汞约为 1960 吨,也就是说,人类直接活动产生的汞也许不算什么,但要是北极的永久冻土层化个30%,现有海洋生态基本要重写了

推荐人:于淼

链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL075571/full

  • 新烟碱类农药是近年来的一个小热点,因为被怀疑导致蜂群崩溃。EST新文章分析了中美的蔬菜水果样品中的7种新烟碱,并和美国农业部农药项目(USDA/PDP)的数据进行了对比,发现中美样品的检出频率都高于USDA的数据。(似乎西红柿的残留更厉害一些?)

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05596

  • Science上的新研究显示,从挥发性日用化工产品(如杀虫剂、涂料、油墨、清洁剂、个人护理用品等,特别是从室内溢出)排放的VOC已经达到了化石燃料排放量的近一半,逐渐接过了交通运输的份额,并且颇具生成SOA的潜能。(估计以后的法规也会侧重这一块儿)

推荐人:崔天去

链接:http://science.sciencemag.org/content/359/6377/760.full

  • Hites 老爷子是为数不多一个人发论文的环境化学科学家,最近他又关注了下 PCB-11,跟传统被禁用的 PCBs 的来源不同,PCB-11 是一种染料生产的副产品,五大湖地区大气中常见 PCBs 的半衰期大概12年,而 PCB-11 在大气中浓度多年来一直稳定,几乎没有半衰期

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.8b00019

  • DNA 促进 PAH 在进蒙脱石上的吸附。我们知道一些 PAH 致癌的作用是与DNA 碱基发生不可逆的结合,致使复制出错而突变。反其道而行的话,也可以利用这个机制对PAH 进行吸附。主意不错,但是这么多DNA 哪来?(窝记得窝上中学的实验,DNA 用的是。。。鱼白?)

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05174

  • Acesulfame K, 中文俗称安赛蜜,是一种难降解的代糖甜味剂,以其稳定性常被用作废水的标志物(去年有人用它计算游泳池里尿的含量)。然额,德国科学家发现它们的废水处理厂中有一些能够较高效地去除这种物质,时间仅用了几年。原因是活性污泥中的某些微生物产生了能够吃掉安赛蜜的能力,真是一种可以观察到的进化。(另一个脑洞,如果肠道微生物也有了这种能力。。。)

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05619

  • 单萜[Monoterpene]是VOC里的一大自然源,高分辨质谱测到它们贡献了美国东南部(如森林覆盖的阿拉巴马)夏日PM2.5的一半(相当可观),人为排放的NOx也促进了Monoterpene-SOA的生成。(VOC除甲烷外的自然源大概是人为源的10倍,所以其实在很多地方,树是主要问题,而不是车、煤)

推荐人:崔天去

链接:http://www.pnas.org/content/early/2018/02/06/1717513115

三月

研究动态

  • 世界范围内只有7%的塑料被循环利用,而亚洲特别是中国基本没有良好的管控,全球90%的海洋微塑料是来自于10条主要河流的输入,其中8条来自亚洲,长江尤为严重

推荐人:于淼

链接:https://www.economist.com/blogs/graphicdetail/2018/03/daily-chart-2

  • 三氯生是一种牙膏中常见的杀菌剂,其结构与持久性有机污染物多溴联苯醚及二恶英近似,最近研究发现其在污水处理厂内可转化为甲基三氯生,而甲基三氯生有可以在植物体内转化为三氯生,这类环境转化行为无疑提高了研究其环境过程与环境半衰期的复杂度。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.8b00071

  • 刚看到 Hites 老爷子这篇对 GC-MS 发展历程的前瞻性文章,什么叫老派科学家,老派科学家就是这种看电视上演员把 mass spectrometry 说成 mass spec 后就要跑到 AC 上发文章吐槽的风格,如果你用 GC-MS ,一定看看这篇里对技术发展的梳理,可能很多仪器故障就有思路解决了,不要总是打 800 。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.6b01628

  • 一般认为微生物生物降解处理后的水毒性会降低,但这份研究表明这些代谢产物的毒性并没降低,这个研究比较初步,如果用代谢组学方法研究,可能会揭示更多的毒性细节

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b06408

  • 典型外来入侵文章,随机森林算法放在统计学习或机器学习里可能都过时很久了(现在流行各种深度学习、卷积神经网络还有强化学习),但结合环境数据就可以造出一个精度很高的细颗粒物浓度预测模型,以后问题解决型专家可能会比知识型专家更受欢迎,因为有些任督二脉需要合作或通才才能打通

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05381

  • 很有意思的小设备,有点类似温度计,用固相萃取富集,然后用眼睛看颜色扩散长度来决定样品中铜的浓度,原理非常简单,但能组出个能用的产品也是本事,这也是很少有的 ES&T 分析方法类文章

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05436

  • 还记得去年十一月研究速递里说的那个关于海洋微塑料的吐槽吗?现在又有了下文,德国科学家认为,虽然毒性数据短缺,但也不能等着出了问题再亡羊补牢,而合理的解决方法似乎就一个:模型

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00961

  • FT-ICR-MS 研究酒已经是经典案例了,这篇文章更引入了代谢组学的一些方法来研究酒,很难得把故事讲圆了,以后如果再看到品酒专家,可以试探性让他解释下 FT-ICR-MS 是什么。要说跟环境化学的关系,其实酿酒就是个复杂的环境过程,自然界或污水厂都存在类似的场景,同构互换是最简单的发现新研究策略

推荐人:于淼

链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2018.00029/full

  • 石墨烯产品也许还没上市,但环境定量分析已经如火如荼的搞起来了,跟阻燃剂有类似的矛盾,在危害产生前就保持警惕是没问题的,但权衡危害与效益是需要时间来见证的

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b04938

四月

研究动态

  • 怎么讲,手里有锤子的时候看什么都是钉子。non-target 玩多了之后,看什么都可以non-target 一下,塑料也不放过。不过整体来说还算是有趣的研究。

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/acs.estlett.8b00119

  • 通过分子描述符构建保留时间预测模型是合理的,但是我个人对于预测非目的分析的研究是有疑问的,也许像这篇用了改进的ANN预测后模型效能提高了,但实际应用时还是比较尴尬,你手头只有未知物的保留时间而不是分子描述符,怎么推结构?多变量推单变量是没问题的,反过来基本没有模型可以做到,除非你把目标物限制到特定种类,但如果限定了,模型就不通用了。如果结合二级质谱倒还好说,不过眼下看路还很长。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jcim.7b00496

  • 这个思路也很有意思:从消费量最大的产品来反推什么可能是新的重要污染物。液晶屏的单体有可能具有毒性,生物蓄积能力,以及持久性。不过在还没有实际数据的时候,这么着急发viewpoint 是什么套路?

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b01636

  • 现在已经有人用机器学习预测新型合金玻璃了,据说比实验筛选快100倍,如果材料科学逐渐变成AI子学科,其他实验学科也不远了,有时间都去学点新技术吧,可能以后实验就仅仅是个验证部分了,而发现则由模型来主导

推荐人:于淼

链接:http://advances.sciencemag.org/content/4/4/eaaq1566

  • 气溶胶质谱常用来检测烹饪气溶胶,但一个新研究显示烹饪气溶胶的离子化效率显著高于正常值,也就是之前的测定可能高估了烹饪气溶胶浓度,这对溯源研究可能有重要影响

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b06278

  • 从废旧电子产品中回收贵金属已经变的越来越便宜,能够比开采原生矿的性价比更高。我一开始还在想是否回收过程的污染成本会很高,然而其实采矿也好不到哪里去吧

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b04909

  • 有人在印度乡村做了个随机对照实验,找了三组人进行家庭用水相关培训,之后一组人会收到信息提醒,一组人会收到提醒+水中大肠杆菌的测试结果,一组人收到提醒+水中大肠杆菌的测试试剂盒,追踪一个月后去测定他们家饮水中大肠杆菌,结果发现后面两组水质都有改善,然后结论认为提供足量信息会改善习惯与水质。其实我感觉这文章从设计到结论问题一大堆,不过最关键的是,这种拿人做实验真的没伦理问题吗?

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00035

  • 分散剂经常被用于清除海洋中泄漏的石油,这个研究发现分散剂对于石油的光化学氧化产物效果很差,因此最好不要在阳光强烈的天气使用。

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.8b00084

  • 非目的分析目前主要有三大分支,一个是石油组学,一个是代谢组学,另一个就是环境筛查,其实方法大同小异,这篇侧重多级质谱的特征离子来筛选未知全氟化合物,虽然不是真正意义上的非目的,但这个流程还是具备很强可移植性的,喜欢排列组合的朋友可以关注下。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00779

五月

研究动态

  • 算是一个有意思的知识迁移,把质谱数据上搜索多肽的方法(和引擎)用于识别PEG之类的清洁剂,毕竟其实都算是高分子了。

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.8b00365

  • 感觉很有意义的一个研究,作者发现磺胺类抗生素在活性污泥中的主要转化途径是与蝶呤生成共轭加合物,并且这类产物依然有抗菌活性。这一发现凸显了转化产物(TP)检测的重要性,并有助于解释之前对于磺胺类去除条件的争议。

推荐人:田振宇

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b06716

  • 元素水平的研究特别是重金属元素比例研究是我本科毕设时做过的且感觉比较有意思的方向,最近一篇研究关注了货轮发动机的煤烟与排放气溶胶中细颗粒物里的元素组成,发现重金属 V 被细颗粒物富集了,毒性也相应加大了。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b01764

  • MFC 这个东西我一直不知道靠不靠谱,感觉其中一个疑虑就是能不能大规模投入实用。这不就有人搞了一吨容量的 MFC 跑了一年,COD去除70-90%,能量密度达到 7–60 W m−3 (懂行的人来说说这属于什么水平?)

推荐人:田振宇

链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135418303609

  • 有人担心不同长度的 eDNA 水环境降解速率不同导致检查出得丰度不同,这项研究发现长度的影响并不大,而来源的影响更大,这样就有可能用不同长度 eDNA 来进行环境过程溯源了

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b01071

  • 现在更多人去讨论全球变暖,但臭氧洞、酸雨曾与之并称新世纪三大环境灾难,后面两个其实只是少了关注但不代表不存在了,一项研究发现如果中国未来对废旧冰箱空调的处理不当将造成氟利昂等制冷剂的大量排放进而同时加剧全球变暖与臭氧空洞的形成

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05987

  • 细颗粒物源解析的基本原理是先采集不同来源的细颗粒物并分析成分,然后根据成分构建多元模型反推样品中细颗粒物的成分组成,举个例子,A源有10单位的铁,B源有20单位的铁,测C源发现12单位的铁,那么C源的主要成分就可能来自A,通过质量平衡与因子分析就可以从概率上得到一个来源组成,这篇文章把这种源解析模型做成了个excel表格,唯一的问题在于我没找到下载链接…

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00131

  • 环境分析与临床生物标记物分析的思路互补性比较强,临床上喜欢用特异性很高的单标记物来进行诊断,基于质谱的环境分析则更擅长高通量痕量定性定量,结合起来就可以是基于质谱高通量同时分析多个特异性很高的生物标记物,这篇文章就用这个思路来同时分析尿液中的七种氧化应激生物标记物,虽说环境分析更喜欢测定外源污染物,但如果同时测定内源标记物就会是个很不错的故事。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00883

  • 质谱与光源是现在环境分析技术的两极,其中微型质谱或便携式质谱一直是离子阱质谱的天下,但最近杜克大学的研究人员又把磁谱这个老古董翻了出来并用离子同步进样方式进行了改进,新仪器可以小型化并可以测到m/z 10 到 120而离子阱一般低于50就测不到了,这个质量段对于地质与食品的同位素分析非常有用

推荐人:于淼

链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s13361-017-1820-y

六月

研究动态

  • 今年的第十一届中国R语言会议亮点不少,更难能可贵的是每次会议后报告幻灯片都可以在网上看到,严格意义上R语言会议越来越像数据科学会议了,因为主题涉及金融、计算机、统计、公共卫生、人工智能、地理信息系统、软件开发等诸多热门数据行业。我大概看了下幻灯片,Tensorflow 框架、深度学习、区块链、气候变化、量化投资、商业分析平台等主题出现次数较多,也学习到很多有机会与环境研究结合的新概念与工具,非常适合开拓眼界。

推荐人:于淼

链接:https://pan.baidu.com/s/10XcJiydC2KFRtuQ5RU7myw (密码d4aa)

  • 我能明显感觉到环境非目的分析正在快速迭代到代谢组学的研究水平,这篇研究20年人血中污染物变化的研究思路就是代谢组学的流程,作者很聪明地增加了与市售化学品数据库的标注,眼下代谢组与暴露组的区别基本就在检测物是内源还是外源了,当然测定之前你不可能知道,所以其实技术是可共享的。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.8b00196

  • 这个是生态中心的工作,讨论的冷冻-解冻循环中纳米银离子的形态转化问题,现在真的挺少见这类纯环境过程的研究了,很多环境化学的研究其实已经严重偏离真实环境条件了,对真实环境条件中过程的研究其实是环境化学的学科核心竞争力,不然就成了其他学科的追随跟风者了。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00694

  • 页岩气开发一直以来都挺热的,不过这篇研究算是页岩气开发的副产品。通过对勘探水样的分析与比对90年的数据,研究人员意外发现这组水样数据展示了酸雨影响的减弱,这可能归功于清洁空气法案或铁矿石开采工业的减弱。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b01123

  • 做过环境样品前处理的同学可能都有体会,污水厂的活性污泥样品是最难处理的,气味可以让你怀疑人生,这篇综述讨论的却是如何将污泥商品化。颇有点大象装冰箱的意味,一共三步:捕集-发酵-产品升级。这里商品化的主要是挥发性有机酸,如果你能从中盈利,那就真是赚“脏钱”了。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.7b05712

  • 我记得七八年前学水处理时微滤膜也就刚刚流行,结果现在纳滤膜都过时了,而处理物也从传统污染物变成了全氟化合物。有点排列组合的意思,他们是用了孔径大一些的纳滤膜,不过我关心的其实是全氟化合物可能不是特异性被处理的,那就真有点找噱头了。就算活性污泥法,其实也能处理很多所谓新型污染物的,只是之前没人想关注而已。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b01040

  • 环境污染也是不平等的,出了污染源导致的,还有可能是经济活动导致。这份研究通过国内供应链数据发现,有些发达省份不但维持了自己的经济价值是流入状态还对外输出了污染,而西南部省份则不但输入了污染,经济价值也是外流的。区域污染不平等可能也会是以后的重要议题。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00009

  • 游泳池说实话成分比较复杂,这篇研究追踪了一些与粪便相关的人源化合物与肠道疾病的关系,结果发现双酚A和胆固醇可能跟这类疾病有关,不过只提高了1~2%的风险。我感觉这个结果很可能是假阳性,需要更严格的统计检验。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00639

  • 离子淌度高分辨质谱这两年开始流行了,仪器厂商正在大力推广,多出来的离子淌度这一维对于定性可能非常有用。这篇工作已经开始给离子淌度构建环境分析的数据库了,估计过不了多久我们就能看到商品了。

推荐人:于淼

链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.8b00999