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2020上半年研究速递

于淼 · 2020/07/01

这是公众号环境黑板报上半年所有研究速递的汇总。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/35 （2020年7月）

一月

研究动态

  • 马兜铃酸 （Aristolochic acids）总是让我想起西游记，然而其实是有致癌性和毒性的一类植物产物。巴尔干地区的一种杂草 Aristolochia clematitis（铁线莲状马兜铃）会分泌这类物质，污染水土，造成这一地区肾病高发。研究者发现马兜铃酸在塞尔维亚的地下水中广泛存在，并且具有一定的持久性。

推荐人：田振宇

链接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b05337

  • 消毒副产物研究长期以来都在关注卤代物（消毒用的都是卤代物），这篇文章关注了提供有机骨架的前体物质，虽然其中大部分会被去除，但这个思路对污控很有启发。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b06403

  • 油砂污水 （Oil Sands Process-Affected Water）似乎是加拿大的一个特有的问题。像石油或者NOM 一样，OSPW的复杂度极高，用一般的色谱质谱方法看起来基本上就是一大坨。这篇文章借鉴了识别石油泄漏的方法，靠未知物峰比例的方法来识别水样是否被OSPW污染，算是高分辨质谱的一种比较特别的应用。

推荐人：田振宇

链接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b05172

  • 厨房油烟的分析也是个有意思的方向，毕竟都得做饭炒菜不是? 这篇算是开了个头，其实可以深挖的东西还是挺多。比如说，我就挺想知道吃完火锅身上经久不散的那个火锅味究竟是啥物质。。。

推荐人：田振宇

链接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00044

  • 这篇文章通过使用量和生物活性来筛选污水中最容易产生环境影响的药物。对于环境监测（尤其是非目标）来说可能是非常有用的信息，因为可以从另一端来预期检测到的污染物。不过并非所有国家都有完善的药物用量信息。

推荐人：田振宇

链接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b05768

  • 当前关于环境污染物的生物效应更多集中在分子水平讨论，但其实活体行为学研究的证据更直观充分，毕竟症状是描述问题的关键而不是一堆分子水平的改变。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b06052

  • 这篇研究考察了低焦油香烟产生的环境香烟烟雾（ Environmental tobacco smoke ）中挥发性有机物，发现浓度、组成与颗粒物粒径分布跟高焦油香烟区别不大，所谓“低焦油”，不过又是一个商业营销术语。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b05802

  • 草甘膦是一种除草剂，因为常说的转基因作物转的基因就是抗草甘膦的，所以草甘膦只会杀死杂草而不是转基因作物。虽然作为农药草甘膦本身被认为是安全的，但农药常常需要助剂，目前流行病学显示带有助剂的工业品会导致癌症发病率异常。这篇研究考察了日本鹌鹑暴露草甘膦后的发育毒性，其实工业品的联合毒性研究可能更有意义。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b07331

  • 数据共享是科研进步的重要推动力，不过隐私问题也需要尽快规范，这篇文章考察了12篇共享了环境健康数据的研究，发现其数据特征可链接外部数据库，甚至可以以80%-98%的准确率推断出居住地址。环境暴露特征也具备潜在的溯源性，所谓隐私很多时候只是想不想而不是能不能的问题。

推荐人：于淼

链接：https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/EHP4817

二月

研究动态

  • 液晶屏是日常生活中太过常见的东西了，而制作液晶的单体有作为持久，生物蓄积，有毒污染物（PBT）的可能。本文就从物化性质，毒性，和实际在室内灰尘中检出的角度探讨了这种潜在污染物的重要性。不过窝对这玩意儿的毒性还是存疑。

推荐人：田振宇

链接：https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1915322116

题目：Persistent, bioaccumulative, and toxic properties of liquid crystal monomers and their detection in indoor residential dust

  • 烟碱类农药会导致蜜蜂蜂群崩溃综合症（CCD），这篇文章从线粒体DNA受损的角度考察了烟碱类农药的致病机制。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.0c00070

  • 这个思路非常有意思，用荧光光谱与FTICR-MS联合解析溶解性有机质（DOM），DOM的单体解析可能是个不可能任务，但如果能提取综合指标来指示环境过程，可不必纠结于化合物鉴定。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b05298

  • 水俣病长期以来被认为是由甲基汞引起的，而这个结论来自于关于猫的研究，但这篇文章通过x光重新分析了猫的脑样品，认为甲基汞可能不是主要病因而乙醛或乙酸汞有可能是元凶。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.9b06253

  • 清单对于污染源排查非常重要，这篇研究分析了来自19个国家的化合物清单，结果发现35万种物质是注册生产的，但还有5万种保密物质与7万种有歧义标注的物质，这次摸底对于污染物排查的意义也很大。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b06379

  • 高压下产生的水合电子可能成为非常有前景的污染物降解研究工具。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b05869

  • 生物体呼吸过程其实比大气主被动采样复杂很多，这篇文章用大鼠嗅探行为构建了一个有毒空气的活体评价模型，大意就是让大鼠暴露有毒气体，然后根据其呼出的气溶胶成分来评价有害空气成分及健康影响。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.9b07592

  • CRISPR 可以说是当前生物技术里的当红炸子鸡，这篇工作利用该技术对 Shewanella oneidensis 的胞外电子转移能力进行定向加强来提高污染物降解能力，可看作生物对环境学科的技术外溢。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b06378

  • EHP上关于人工智能在环境健康领域应用的聚焦文章，概述了当前应用现状与存在的问题。

推荐人：于淼

链接：https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/EHP5878

三月

研究动态

  • 本文应用CRISPR-CAS9 技术技术，成功建立了一系列斑马鱼突变品系。新的基因编辑的斑马鱼模型能很好用于评价环境雌激素的雌性化效应，特别是对性腺分化的影响。新技术的引用为未来环境毒理学的研究提供的新的方向和视野。

推荐人：崔梦侨

链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121886

题目：Genetic evidence for estrogenicity of bisphenol A in zebrafish gonadal differentiation and its signalling mechanism

  • TIL: 原来低热量或无热量的人工甜味剂不止可以用来喂（减肥的）人，也可以用来喂猪。这篇文章测了各国猪饲料里面的人工甜味剂。为啥不直接喂甘蔗渣什么的？窝猜可能的原因：1，成本；2，瘦肉值钱，猪也不能太肥。看来当猪也不容易啊，吃不到真的糖. “Pigs are on diet!!!”

推荐人：田振宇

链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.9b06853

题目：Artificial sweeteners in pig feed: A worldwide survey and a case study in pig farms in Tianjin, China

  • 这个研究有点联系社会学和环境正义的意思了：作者测定并对比了单元楼 social housing multi-unit residential buildings (MURBs) 和 独栋住房 single family dwelling 室内空气中的的半挥发有机物，发现单元楼的浓度是独栋有条件的2-18倍。因为在北美的很多地方中产及以上还是会住独栋，穷人才住单元楼，所以这就有个social justice的问题了 （不过窝从小就是住单元楼的了）

推荐人：田振宇

链接：https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00068

题目：Elevated Concentrations of Semivolatile Organic Compounds in Social Housing Multiunit Residential Building Apartments

  • 在废水/地表水里面检出ppb级的污染物已经不算低了（一般都是ppt），结果这个极性化合物 氨基磺酸 （sulfamic acid） 的浓度可以高到ppm级。这东西在德国城市水循环系统中普遍存在，有些已经可以达到有生物活性的浓度。主要来源可能是很多合成物质在废水处理中的降解。

推荐人：田振宇

链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135420302426

题目：Under the radar – Exceptionally high environmental concentrations of the high production volume chemical sulfamic acid in the urban water cycle

  • 这是一个口味很重的研究，马桶如果能做到屎尿分离，那么可以成为很好肥料的同时还降低了污水厂处理成本，这项工作针对尿中挥发性氮损失提出了电化学稳定方法。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b06804

题目：Electrochemically Induced Precipitation Enables Fresh Urine Stabilization and Facilitates Source Separation

  • 污水厂处理过的水应该是进入自然水体，这篇文章关注了阳光对与消毒副产物生成的影响，这部分属于不可控风险。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b06526

题目：Effects of Sunlight on the Formation Potential of Dichloroacetonitrile and Bromochloroacetonitrile from Wastewater Effluents

  • 这篇综述总结了现有的天然产物分子标记方法，与非目的分析面临的分析困境是类似的。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b04737

题目：Molecular Tagging for the Molecular Characterization of Natural Organic Matter

  • 打扫卫生被认为是保持清洁生活的重要途径，然而这份来自孟加拉国的研究却发现多数情况下打扫卫生对于微生物污染作用有限。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b04835

题目：Effect of Sanitation Improvements on Pathogens and Microbial Source Tracking Markers in the Rural Bangladeshi Household Environment

  • 这篇文章运用多种分析手段研究了高锰酸盐氧化处理对水中溶解性有机质的影响，值得借鉴。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.9b06675

题目：Chemical Alterations of Dissolved Organic Matter by Permanganate Oxidation

四月

研究动态

  • 这篇文章很有意思的一个方法是用分子印迹技术做了色谱柱，从而将生物活性（甲状腺干扰）和保留时间结合起来，从而可以有选择性地对污染物进行目标与非目标分析。

推荐人：田振宇

链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.9b05761

题目：Structure-directed screening and analysis of thyroid-disrupting chemicals targeting transthyretin based on molecular recognition and chromatographic separation

  • 这篇文章提示了一种海洋微塑料的来源：深海底栖生物的肠道消化。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.9b07705

题目：Benthic Crustacean Digestion Can Modulate the Environmental Fate of Microplastics in the Deep Sea

  • 与科研追热点不同，公民科学的研究往往更注重调查性与趣味性，反而覆盖了科研的一些盲点，这篇文章利用公民科学家组织收集的数据发现了石蝇在底特律消亡的现象。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.0c00206

题目：Citizen Science Data Show Temperature-Driven Declines in Riverine Sentinel Invertebrates

  • 废水流行病学指利用城市污水处理厂的实时监控数据来追踪公共卫生事件，这篇观点文章指出，这一研究思路有助于解决新冠肺炎研究中的代表性问题，说白了就是 eDNA 来追踪大尺度流行问题，顺道还能评价个新冠病毒半衰期与处理效率。目前实证数据少，更多在想法层面。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.0c02172

题目：Letter to the Editor: Wastewater-Based Epidemiology Can Overcome Representativeness and Stigma Issues Related to COVID-19

  • BOD5可以说是环境化学非常重要的概念了，实际测量时会先抑制硝化过程，这篇观点文章认为，这个100多年来的做法可能并不反映概念本身，不利于风险评价。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.0c00997

题目：Does the Nitrification-Suppressed BOD5 Test Make Sense?

  • ES&T不应该接受流行病学相关研究，这篇文章没有对多重比较做p值矫正，结论里的p值又是恰好卡在 0.001 ，如果让搞统计的人看到肯定会当反面案例。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b07180

题目：Aluminum Exposure and Gestational Diabetes Mellitus: Associations and Potential Mediation by n-6 Polyunsaturated Fatty Acids

  • 烧秸秆看来也是印度空气污染的重要来源，大概贡献了德里十月十一月20%的细颗粒物，不过这个3D饼图怎么还没被赶出学术圈啊。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.0c00329

题目：How Much Does Large-Scale Crop Residue Burning Affect the Air Quality in Delhi?

  • 这个研究思路很有意思，考察国内人口迁移对空气污染的影响，虽然效果比较弱，但城市化是全球趋势，其对环境的动态影响有助于我们了解资源利用效率与污染模式变动。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c00726

题目：Air Pollutant Emissions Induced by Population Migration in China

  • 这篇文章做了一项基础研究，考察了没有氯化处理的输送饮用水的水管内生物膜的分布，发现其膜分布不均，底层更多。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b06603

题目：360-Degree Distribution of Biofilm Quantity and Community in an Operational Unchlorinated Drinking Water Distribution Pipe

五月

研究动态

  • 空气中颗粒物会导致太阳光去偏振化，这篇文章使用偏振光雷达构建了气溶胶液态水含量与颗粒物线性去偏振比的关系，可用来追踪特定的大气化学过程

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b07502

题目：Profiling Aerosol Liquid Water Content Using a Polarization Lidar

  • 犬科二连之一，加拿大的研究者对比了狗和狼的生物放大因子，因为狼主要吃瘦肉（？？）而狗的食物中脂类成分高，因而狗的生物放大因子上限较高。

推荐人：田振宇

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c00157

题目：Quantifying the Biomagnification Capability of Arctic Wolf and Domestic Dog by Equilibrium Sampling

  • 犬科二连之二，搞硅胶腕带采样器的那个思路又有了新的应用，不过这次拓展到了狗身上。这篇文章比较了有机污染物在主人腕带和狗项圈采样器所采集的浓度，发现相关性不错。

推荐人：田振宇

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b06605

题目：Comparative Exposure Assessment Using Silicone Passive Samplers Indicates Domestic Dogs are Sentinels to Support Human Health Research.

  • 新型PFAS的毒性研究也算重(re)要(men)。EPA的研究者发现 “GenX” Parent Acid 会在 DMSO 中发生快速降解，而 DMSO 对于细胞实验来说是一种非常通用的溶剂。那么这一类的毒性评估准确性就值得注意了。

推荐人：田振宇

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.0c00323

题目：Solvent Suitability for HFPO-DA (“GenX” Parent Acid) in Toxicological Studies

  • 卤代物因为碳卤键相对稳定及可以捕获燃烧自由基而被设计为阻燃剂或涂料，不过人体内确实存在脱碘酶可以断裂碳卤键，很多环境污染物因为结构相似性会干扰脱碘酶的生理功能，这篇综述详细讨论了这个问题的来龙去脉。

推荐人：于淼

链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32183289/

题目：A Halogen Bonding Perspective on Iodothyronine Deiodinase Activity

  • 表观遗传学主要研究非核苷酸序列层面变化的可遗传现象，一度被认为是拉马克学说的翻版，然而伴随对组蛋白、碱基修饰及RNA干扰等现象的了解，目前更多认为这是环境基因交互影响生物过程的重要途径。这篇文章就指出在暴露了内分泌干扰物后，很多分子层面的小鼠的表观遗传学变化一直沉默，直到后期采用了西式饮食后才表现出来衰老特征。这项研究说明环境污染物暴露的作用机制非常复杂，生理学改变需要多种内在外在条件都出现才会展示出来。

推荐人：于淼

链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-15847-z

题目：Epigenome environment interactions accelerate epigenomic aging and unlock metabolically restricted epigenetic reprogramming in adulthood

  • 这次大流行出现了很多无症状患者，也出现了重症患者，在这则通讯中，作者认为造成差异的原因是新冠病毒的ACE2蛋白受体对外在暴露的敏感度差异，抽烟、肥胖还有空气污染都会在人群尺度上造成ACE2的表达差异，因此需要重点控制这些变量来研究环境暴露对疾病流行的影响。这个环境-受体表达水平-疾病发展差异的思路非常清晰，对其他疾病研究也有启发作用。

推荐人：于淼

链接：https://www.nature.com/articles/s41370-020-0232-4

题目：The role of the exposome in promoting resilience or susceptibility after SARS-CoV-2 infection

  • 污水处理厂经常能检出一些源于尿液排放的药物成分，相比于送到污水厂，这项工作认为可以在源头也就是尿液收集时富集这些药物，从源头上处理降低污水厂运营风险，经过模拟研究认为，较长的水力停留时间有助于预富集尿液中的药物成分。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b06205

题目：Waterless Urinals Remove Select Pharmaceuticals from Urine by Phase Partitioning

  • 这篇文章利用自下而上的方式研究了1960-2014年全球二氧化硫排放与政策及排放等的关系，其主要作用的还是增长的人类活动，但政策影响也越来越重要，发展中国家取代发达国家成为了主要排放源。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b07696

题目：Global Sulfur Dioxide Emissions and the Driving Forces

  • 这是一篇角度比较独特的海洋塑料研究，建立了一种通过半自动的利用潘通120色卡来表征海洋塑料污染状况的方法，也发现很多有意思的现象，白色或透明塑料占了海洋塑料接近一半的量。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b06400

题目：The Colors of the Ocean Plastics

  • 自来水中的铅主要来自于输水管的腐蚀，这篇研究发现铝离子对与磷酸根处理铅的方法有延迟影响。

推荐人：ACS Editor Choice

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c00738

题目：Effect of Aluminum on Lead Release to Drinking Water from Scales of Corrosion Products

  • 利用分子印迹技术修饰的微电极检测河水中的 GenX 展示出了 250fM 的检测限。

推荐人：ACS Editor Choice

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.0c00341

题目：μ-MIP: Molecularly Imprinted Polymer-Modified Microelectrodes for the Ultrasensitive Quantification of GenX (HFPO-DA) in River Water

六月

研究动态

  • 阻燃剂这个问题禁用只是第一步，只保证了来源消减但已有的存量可能持续释放污染物，这篇文章认为老式CRT电视机可能是一个潜在二次污染源。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.0c00268

题目：Are We Exposed to Halogenated Flame Retardants from both Primary and Secondary Sources?

  • 在持久性有机污染物的研究中，职业暴露其实做的不够，消防员对具有阻燃效果的化学品接触概率比普通人高很多，这篇文章指出消防员的衣服可能是除消防泡沫外另一个全氟污染物的直接暴露来源。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.0c00410

题目：Another Pathway for Firefighter Exposure to Per- and Polyfluoroalkyl Substances: Firefighter Textiles

  • 计算化学的方法筛选污染物并非难事，这篇文章利用该手段筛了我国工业化学品的名录中潜在的持久性与生物累积性的化合物，提供了基础数据。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c01898

题目：Screening New Persistent and Bioaccumulative Organics in China’s Inventory of Industrial Chemicals

  • 大气中的甲酸观测值长期以来一直跟机理模型预测对不上，有明显低估，这篇文章提出芳香化合物的光氧化途径是甲酸的重要来源。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c00526

题目：Aromatic Photo-oxidation, A New Source of Atmospheric Acidity

  • 这篇文章用卫星数据估计了过去20年的全球范围内细颗粒物的浓度变化，整体略涨，发达国家下降，印度持续上涨，中国在11年后出现下降趋势。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c01764

题目：Global Estimates and Long-Term Trends of Fine Particulate Matter Concentrations (1998–2018)

  • 环境监测上存在一个移动检测与固定布点检测的方法比对问题，这篇文章用黑炭测量对比了两种方法，存在一定相关性与互补，但移动检测也有相对苛刻的检测条件。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c01409

题目：Comparison of Mobile and Fixed-Site Black Carbon Measurements for High-Resolution Urban Pollution Mapping

  • 污水厂的常规工艺其实可以看作一种广谱污染物去除手段，这篇文章仔细考察了凝聚与絮凝对微塑料的去除效果，三类微塑料去除效率高于80%，不过我更感兴趣含微塑料的污泥资源化上会不会有二次污染。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c00712

题目：Understanding and Improving Microplastic Removal during Water Treatment: Impact of Coagulation and Flocculation

  • 这篇文章给出一个研究多暴露单一终点的范式，其具体讨论了近百种暴露因素与儿童肥胖的关系，孕妇抽烟是唯一儿童出生前与BMI有正相关的暴露，二手烟、空气污染与缺乏锻炼是主要的暴露影响。

推荐人：于淼

链接：https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/EHP5975

题目：Early-Life Environmental Exposures and Childhood Obesity: An Exposome-Wide Approach

  • 脂肪族卤代污染物的工业品逐渐从有环境持久性的长链转到环境半衰期更短的短链，这篇文章通过研究新生儿雄激素与其母亲的产前暴露水平发现短链全氟化合物依旧存在生殖毒性风险。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c02444

题目：Association between Prenatal Exposure to PFAS and Fetal Sex Hormones: Are the Short-Chain PFAS Safer?

  • 我们二月份推荐过水俣病的新机理文章，这是后续的评论与评论的回复，这种讨论正是学科去伪存真的重要途径。

推荐人：于淼

链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c03061 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c01971

题目：Comment on “Rethinking the Minamata Tragedy: What Mercury Species Was Really Responsible?” Reply to Comments on “Rethinking the Minamata Tragedy: What Mercury Species Was Really Responsible?”