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民生科技风尚榜(第四期 环境科学)

[日期:2014-11-28] 来源:广州市科学技术协会创新与交流中心  作者: [字体: ]
(本项目由广州市科学技术协会科普项目资助,广州市科学技术协会创新与交流中心组织实施。项目负责人:苏华丽) 

  近几十年,每当说到环境,我们都会想到工业文明的污染在地球上肆虐和自然环境不断地被侵蚀,植被面积减少,甚至渐渐地消失。此外,几年来,更多的环境问题不断凸显:大气污染、水体污染、土壤污染、生物污染、酸雨、全球变暖、臭氧层破坏。人类种下的种种恶因,现在也要承受恶果,承受自然的报复。为了自我救赎,也是为了挽救人类自己。环境科学被提高到有史以来的高度。下面,小叮当就和大家聊聊环境科学,可能会显得有些沉重,主要是面对越来越恶化的环境,真的调侃不起来了。

  1.关于土壤中抗生素抗性问题的答案并不在土壤中

  已有研究表明,抗生素抗性基因会轻易在医院环境中不相关的细菌之间转移,这促使人们猜测:土壤中抗性基因显著的多样性有助于抗生素抗性从环境生物向致病生物不断增加的流动。刊登在《自然》上的一项研究驳斥了这一观点。Kevin Forsberg等人对18种抗生素的抵抗力进行了功能元基因组筛选,发现土壤细菌很少拥有物种之间抗性基因交换的序列特征。看来,特定的生物,而不是横向交换的DNA元素,才是土壤中抗生素抗性的主要传播者。


  小叮当语:如今,抗生素滥用和残留成为一种新的危害。如果抗性基因能够在环境生物中不断流动并固定下来的话,将是人类史上最大的危害,因为这就意味着可能有更多的含有抗性基因的细菌出现,更加难以防治。幸好,这个研究驳斥了这个可能性,小叮当这个杞人暂时还可以不用太忧天。

  2.老树为什么重要

  《自然》上的一篇文章显示,较大和较老的树要比较年轻和较小的树更快地积累碳。这一点可以通过将随着年龄增长叶子数量增加和森林密度降低考虑进去之后而在其他层面上所产生的效应得到解释。大树的快速生长意味着,相对于它们的数量来说,它们在森林对陆地碳循环和全球气候系统的反馈中可能会发挥一个与其数量不相称的重要作用。


  小叮当语:从直觉上来看,壮年的树因为代谢旺盛,树形较小,单位面积内固氮、固碳的效果应该更好。但是很多时候,科学并不是以直观来决定的。这个研究表明,老树比壮年的树在固氮和固碳方面效果更佳。科学,还是要以事实来说话的啊。

  3.拯救“濒危”土壤

  2014年10月,《科学》杂志刊发了一组评论文章,呼吁全球关注“濒危”土壤。该文章的配图是美国南卡罗来纳州卡尔霍恩实验森林中,杜克大学土壤学家Daniel Richter凝望着地面上的一条深深的裂缝。这是一种地球手术室,研究人员切开地面以检查其地下的土壤剖面。在沙土和黏土层,Richter看到了曾经发生过的生态学外伤信号。几乎所有浓重的黄褐色表层土(名为Cecil)都被侵蚀掉了。

  小叮当语:小叮当从来没有想到,泥土也会“灭绝”。不久前,我国研究人员发布了我国的第一个土壤多样性调查,识别出90种濒临灭绝的稀有土壤。类似的调查也显示,独一无二的泥土在美国、欧洲和俄罗斯同样面临绝迹。泥土消失蕴含着潜在的重大影响。健康多样性的土壤不仅对食物生产十分重要,它们还维持着物种和生态系统多样性,并对恢复遭到破坏的土壤景观也有帮助。读完这个新闻,小叮当只能感慨,科学真的无所不包,万物皆科学啊。

  4.常用熏蒸剂“甲基碘”被发现能甲基化汞

  2014年8月发表于《 Nature Communications 》的一项研究显示,Guibin Jiang等识别出通过一种常用熏蒸剂“甲基碘”在阳光下和水中发生的汞甲基化的一个新途径。这项研究显示,该熏蒸剂不像人们以前所认为的那么安全,现在有必要对其进行全面的风险评估。



  小叮当语:甲基碘”(CH3I)一直被用作会消耗臭氧层的熏蒸剂“甲基溴”(CH3Br)的一个安全替代品,只对环境有很小影响。但最新的这项研究显示, “甲基碘”可以将 “二价无机汞离子”(Hg2+)直接甲基化成更活泼的、有破坏性的甲基汞。读完了这个新闻,小叮当觉得,科学其实就是在不断推翻前人的结论中前进的。

  5.海洋是天然雾霾净化器

  3月3日美国《国家科学院院刊》刊登的一项研究表明,海洋表面在夜晚会吸收雾霾中的氧化氮,大约一个夜晚可以消除雾霾中15%的化学物质。如五氧化二氮能够与海盐中的氯化物发生反应形成硝基氯。当阳光照射次日清晨海面上的硝基氯,将产生氧化氮,并释放氯基物质,“攻击”其它分子并发生反应形成臭氧。


  小叮当语:小叮当还是再次的偷个懒,和下一条新闻一起评论吧。

  6.科学家发现二次有机气溶胶对PM2.5的定量贡献

  10月9日,英国《自然》杂志发表了中国科学院地球环境研究所和瑞士保罗谢勒研究所(PSI)等联合发表的文章,揭示了二次气溶胶特别是二次有机气溶胶(SOA)对严重灰霾事件中PM2.5浓度的重要贡献。SOA主要指大气中各种化学反应形成的有机物,平均占PM2.5质量浓度的27%。这一新发现加深了对我国灰霾成因与来源的科学理解,将为未来制定控制政策和治理措施提高科学依据。即控制严重灰霾污染的策略应该尤其重视减少二次气溶胶前体物的排放,如化石燃料或者生物质燃烧排放的各种气态前体物,同时,还要控制一次气溶胶的排放。


  小叮当语:有一种蓝,它不是普鲁士蓝,也不是蒂凡尼蓝;它不是大海的蔚蓝,也不是蓝莓的深蓝,它叫Apec蓝,曾用名“08奥运蓝”,它属于北京!目前简称“APEC蓝”。没错,这就是当前最为流行的就是“APEC蓝”。不去考虑那些讽刺的含义,可能我们真的要下大力气去整治污染了,不要让雾霾再次遮住我们的蓝天。

  7.微生物清除污染物毒性细节解开

英国曼彻斯特大学的科学家历时15年深入研究,掌握了微生物是如何降低污染物毒性的详细过程。该研究有望帮助科学家们开发出降低二噁英、多氯联苯(PCB)等污染物毒性的新方法。相关研究结果近日刊登在《自然》杂志上。利斯教授及其团队通过对生长更快的微生物进行基因改造,从而获取了关键的蛋白质。他们继而利用X射线晶体成像技术,获得了卤素原子被清除的细节。在了解这些独特的解毒过程细节后,科学家现在可以试着复制这一过程,从而开发出新手段,更快速高效地解决世界范围内有毒污染物问题。


  小叮当语:当前有毒污染物的种类很多,并且一般性质都很稳定,这就为其治理增加了难度。平心而论,目前大部分的相关研究都是在研究有毒污染物的迁移、危害等,有效降解研究相对较少。利曼教授的研究提供了一个比较好的思路,从基因角度对微生物进行筛选和优化,对有毒污染物进行处理。但是,小叮当还是想提个醒,利曼教授,要防止超级细菌的诞生哦。

  8.中国科学家发现植物修复重金属污染新机制

  土壤重金属污染是全球主要环境危害之一,并可能通过农作物进入人类食物链。近期,合肥工业大学曹树青教授课题组通过一种新型基因工程技术,首次发现使植物能将有毒物质镉吸收后“转存隔离”的新机制,从而降低并解决土壤中的镉污染问题。他们首次发现了植物响应重金属镉胁迫信号转导的分子调控机制,使植物在受到重金属镉污染的土壤中仍可以茂盛生长,并将镉吸收后储存至液泡中。日前,这一原创性成果在国际植物学顶级学术期刊《新植物学家》上在线发表。


  小叮当语:重金属污染越来越成为当前我们需要直面的重要污染。去年闹得沸沸扬扬的“镉大米”事件,就是重金属污染的一个典型代表。植物修复重金属污染是近年来的一个研究热点,曹树青教授的“转存隔离”新机制从科学意义上来讲意义重大,但也期盼着曹教授能发掘出更多更快更有效的植物,将植物处理重金属污染用于产业化。

  9.肥皂中的三氯生或可致肝脏肿瘤

  来自加利福尼亚大学的研究者表示,长期暴露于三氯生中或引发严重的后果,相关研究刊登于国际杂志PNAS上,文章中研究者发现,三氯生可以引发实验室小鼠肝纤维化及癌症的发生。目前已有研究揭示在97%的母乳样本及约75%的人类尿液中都检出了三氯生,其在环境中广泛存在。


  10.污染改变表观遗传信息

  美国《科学美国人》杂志日前刊登了华盛顿州立大学生殖生物学中心主任迈克尔•斯金纳的研究文章《一种新的遗传》。这项研究通过动物实验发现,特定污染物(包括农药、飞机燃料甚至一些普通塑料等)会引发可导致疾病或生殖问题的表观遗传修饰,而这是在不改变动物DNA序列的情况下发生的。更令人吃惊的是,当这种表突变在生成卵子和精子的细胞中发生时,它们就会明显地固定下来,并与可能带来的健康风险一起传递给下一代。


  小叮当语:三氯生是一种常用于肥皂、洗发水、牙膏和许多其它家居用品中的抗菌物质,目前被广泛使用。迈克尔•斯金纳教授的研究又表明,污染可以改变表观遗传信息,并传递给下一代。读完这条科技新闻后,小叮当有些悲观,不由得想起了星爷的那句经典台词:“地球太危险了,你还是回火星去吧。”

优秀科技工作者榜单

  科学,本身即是探索未知,发现真理,发展先进,改造世界,造福人类的学问。在这个物质文明发达,许多人都为名利奔波的时代,科学家们献身科学事业的这种精神更值得我们尊敬。因此,小叮当不敢对科学家们放肆的进行评论,只能将2014年被国内外媒体关注的优秀科技工作者记录下来(排名不分先后),以表达小叮当的敬仰之情。

  1.庞国芳院士


  2014年9月7-10日,第128届国际分析化学家协会(AOAC)年会暨博览会在美国佛罗里达州博卡拉顿市召开。9月8日颁奖仪式传来喜讯,中国工程院院士、中国检验检疫科学研究院首席科学家庞国芳院士荣获2014年度国际AOAC最高科学荣誉奖—哈维•威利奖(Harvey W. Wiley Award)。国际AOAC主席James M.Harnly和国际AOAC方法委员会主席Shauna Roman分别为庞国芳院士颁发了奖牌和奖章。镶嵌着哈维–威利铜像的奖牌上写着:“基于他对分析方法学的杰出贡献(For his outstanding contributions to analytical methodology),AOAC INTERNATIONAL将2014年度哈维•威利奖授予庞国芳”。

  哈维•威利奖是国际AOAC最负盛名的科学荣誉奖。哈维•威利是国际AOAC创始人,也是1906年美国第一部《纯正食品和药品法》奠基人,由于他对食品立法的杰出贡献,被后人誉为美国“纯正食品和药品法之父”。1956年美国《纯正食品和药品法》颁布50周年时,为纪念哈维•威利对食品立法的贡献,特设立哈维•威利奖,以表彰那些在推进分析化学领域做出卓越贡献的科学家,每年只颁给一名科学家或团队。

  2.刘文清院士




  刘文清院士为中国科学院安徽光学精密机械研究所所长,环境光学与环境遥感监测技术学科带头人。主要从事环境光学特性、有害痕量气体光学与光谱学监测方法、新型环境监测技术研究。目前重点发展环境监测中的差分吸收光谱学(DOAS)、可调谐二极管激光光谱学(TDLAS),激光诱导荧光(LIF)、激光雷达(LIDARL)和富里叶光谱学(FTIR)技术。

  3.张懿院士


  张懿院士现任中国科学院过程工程研究所研究员、博士生导师、学术委员会主任,兼任中国有色金属学会副理事长。70年代后期,开拓了资源-材料化学化工与环境工程学交叉的综合研究方向,把资源与材料化学化工的研究方法和成果融合渗透到环境工程领域,提出资源再生循环与无害化技术相结合的积极治理路线。并在重金属污染控制与资源综合利用上建立了系列新技术和应用工程,在海内外产生重要影响。90年代在中国科学院开拓了清洁生产技术研究新领域,由工业污染末端治理转向清洁工艺源头控制研究,在国内外首次提出的亚熔盐高效反应分离新系统和绿色化工新过程成为资源优化利用的一种普适性理论和共性技术,已在铬化工清洁生产取得1万吨/年示范工程成功,进入大规模产业化和生态工艺独立优化集成阶段。对我国传统产业的绿色化提升和循环经济建设作出了重要贡献。在环境电化学生物耦合技术、二氧化硫减排与利用和循环经济工业生态网络设计等前沿方向也做出开拓性工作。

  4.张全兴院士


  张全兴院士现任南京大学环境学院教授、博士生导师、江苏省有机毒物污染控制与资源化工程技术研究中心主任,是我国离子交换与吸附技术发展的主要开拓者之一。在国内最早将树脂吸附技术融合到环境工程领域,自主开创了树脂法治理有毒有机工业废水及其资源化的新领域,为重点化工行业污染控制和节能减排做出了重要贡献。荣获1987年国家自然科学二等奖、2001年国家科技进步二等奖和2007年国家技术发明二等奖各1项;获准国家发明专利36项,发表论文300多篇(其中SCI收录100多篇);获2006年何梁何利基金“科学与技术”创新奖和2007年中国发明协会“发明创业奖”特等奖。

  5.魏复盛院士


  魏复盛院士为中国环境监测总站、研究员、总工程师。研究方向是:1、环境化学;2、环境污染与健康;3、环境监测分析技术与方法。他在上世纪70年代中期开始进行环境监测分析技术与方法的研究。80年代中期领导并组织了全国按照“水和废水”、“空气和废气”、“土壤”、“固体废物”等要素进行监测分析方法的研究、统一验证和标准化,对建立和发展我国的环境监测技术与方法体系做出了重要贡献。

  先后承担了国家一系列的重大科技攻关课题。近十年他关注环境污染与健康的研究,开展与美国的多项合作研究,如“空气污染对呼吸健康的影响研究”,“PAH's暴露量及其代谢物与肺癌风险评价研究”,“硼污染对男性生殖健康影响研究”等,取得了一系列重要成果。获国家科技进步二等奖两项(此两项也获得部级进步一等奖);获部级科技进步二等奖三项;获部级三等奖一项。出版专著十余部,发表论文180余篇。

 

 



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