粉煤灰在环境修复中应用的研究进展:基于Web of Science的文献计量分析

为深入了解粉煤灰在环境修复领域应用的最新研究进展、研究热点及发展趋势,客观反映相关国家(地区)、机构和个人在该领域的科学贡献和影响。本文采用ISI Web of Knowledge的Web of Science^(TM)核心合集数据库,数据可视化分析软件Citespace和HistCite Pro,对1990~2022年该库收录的相关文献进行了计量分析,从发文量TOP10的国家(地区)、高产作者、来源期刊、重要研究机构和研究方向热点等方面对1990年以来粉煤灰在环境修复领域的应用和研究现状进行了分析,对了解粉煤灰在环境修复领域的研究方向、发展趋势和研究热点具有指导意义。

基于文献计量的滨海湿地碳循环与碳收支研究进展分析

为阐明滨海湿地碳循环与碳收支相关研究的研究热点和发展趋势,基于文献计量学,从ISI Web of Science(WoS)核心数据库中获取了1990—2022年发表的关于滨海湿地碳循环与碳收支的相关文献,从年发文量、国家、机构、作者、期刊和关键词等方面定量分析了33年国内外在该领域的研究进展。结果表明:1)1990—2022年发表2820篇文献,年发文量呈上升趋势,因政策和社会关注等方面的影响,未来发文量将呈持续增长趋势;2)发文量最多的3个国家依次是美国、中国和澳大利亚,分别发表1033篇、674篇和394篇文献;3)发文量排名前10的机构有中国科学院、美国地质调查局、昆士兰大学和厦门大学等,其中中国科学院发文量最多,达187篇;4)研究文章主要发表在Estuarine,Coastal and Shelf Science、Science of The Total Environment和Wetlands等期刊;5)文章的关键词主要包括滨海湿地蓝碳、滨海湿地碳循环、滨海湿地沉积物以及影响滨海湿地碳库的因素4个研究方向。分析结果将有助于全面了解滨海湿地碳循环与碳收支领域的研究现状及进展,为国内外滨海湿地碳研究提供参考。

基于文献计量学的环境领域病毒研究现状分析

为深入了解环境领域病毒研究的最新研究进展、研究热点及发展趋势,客观反映相关国家、机构和个人在该领域的科学贡献和影响,采用ISI Web of Knowledge的Web of Science^(TM)核心合集数据库,利用HistCite Pro引文图谱分析软件及VOSviewer可视化分析软件,对2000—2020年该库收录的相关文献进行计量分析,从发文量排名前10的国家/地区、高产作者、来源期刊、重要研究机构、研究热点等方面对近20年环境领域病毒的研究现状进行分析。结果表明:2000—2020年环境领域病毒相关期刊发文量总体呈上升趋势,其中由于新型冠状病毒疫情的爆发,2020年环境领域病毒研究发文量激增;该领域研究发文量最多的国家是美国,其次是中国,但中国篇均被引频次较低;发文量排名前3的作者分别为美国学者Gerba C P、Sobsey M D和日本学者Katayama H;发文量排名前3的期刊分别为Water Research、Food and Environmental Virology和Environmental Science&Technology;发文量排名前3的研究机构分别为亚利桑那大学、巴塞罗那大学和美国国家环境保护局;环境领域病毒研究多集中在饮用水、废水、地下水、地表水等水环境领域,研究的病毒种类集中于诺如病毒、甲肝病毒、腺病毒等肠道病毒,环境中病毒的检测和环境介质中病毒的灭活与去除是研究热点。

垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物的抗生素抗性基因污染特征

为探究垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物中抗生素抗性基因(ARGs)的多样性及变化规律,采集了内蒙古巴彦淖尔市某垃圾填埋场中不同填埋年限(2、5、8年)的固体废弃物样本,基于宏基因组测序技术(mNGS),并通过生物信息学分析,考察固体废弃物中ARGs的污染特征。结果表明,3种固体废弃中共检测出21类ARGs,填埋2、5、8年的固体废弃物中ARGs的总相对丰度分别为3.783×10^(-1)、4.267×10^(-1)、6.741×10^(-1),其中大环内酯-林可胺-链霉杀阳菌素类、磺胺类、多药类、氯霉素类、氨基糖苷类、四环素类、万古霉素类和杆菌肽类是主要的ARGs种类,相对丰度占比合计均在90%以上。固体废弃物中共检测出259种ARGs亚型,相对丰度最高的ARGs亚型属于大环内酯-林可胺-链霉杀阳菌素类ARGs。随着填埋年限的增加,固体废弃物中ARGs的丰度以及多样性也会随之增加,因此其潜在环境风险也相应增加。

一体化A^(2)/O-MBR系统中抗性基因分布及去除效果研究

选取北京市某农村一体化A^(2)/O-MBR污水处理系统,系统研究了系统中抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)及病原菌在全流程各个处理单元中的分布特征,基于宏基因组学的高通量测序技术对农村生活污水进水、MBR池中污泥和出水样品中ARGs及病原菌的丰度变化及去除效果进行了系统分析.结果表明:ARGs广泛存在于污水处理系统中,共检测出包括tetracycline类、aminoglycoside类和sulfonamide类在内的19类ARGs,进水中ARGs的相对丰度远远高于其在出水中的浓度,通过污水处理系统后ARGs相对丰度下降了72.25%,而大多数的ARGs在污水处理系统并不能得到完全去除.微生物群落结构变化显示,32种潜在病原体相对丰度下降明显,但大多数病原菌也无法得到完全去除.出水中残留的ARGs和病原菌仍会对受纳水体造成一定的潜在污染风险.

江西某废弃钨冶炼厂场地土壤重金属污染特征与风险评价

为防止场地土壤重金属污染对环境质量和人体健康造成损害,采用ICP-MS分析了江西某废弃钨冶炼厂场地土壤样品中的Cu、Zn、Pb、Cd、As等5种重金属含量,并分别采用单项污染指数法、综合指数法和潜在生态风险评价法对重金属污染进行评价。结果表明,场地土壤重金属分布具有明显的空间分异特征,污染程度排序为:废料堆放场>生产车间排水口>水塘旁>菜地>生产车间>养殖生活区。污染指数与生态风险评价结果均表明该场地土壤受重金属污染严重,尤其是钨矿伴生的Cd、Cu、Pb污染,在未来的土壤修复工作中应因地制宜地优先治理重污染的地块与重金属。

城市污水处理系统中微/纳塑料去除技术的研究进展

为控制微/纳塑料在水环境中的释放与传播,迫切需要了解污水处理厂的关键处理技术中微/纳塑料的去除效果与机理,以减少进入自然水生系统的微/纳塑料数量。综述了物理处理技术包括混凝沉淀、过滤和吸附,化学处理技术包括高级氧化和消毒,生物技术包括传统活性污泥法、MBR和人工湿地等技术对微/纳塑料的去除效果及机理。并讨论了这些处理工艺在污水处理工程中对微/纳塑料去除的优缺点以及未来发展方向,旨在为城市污水处理中微/纳塑料的控制提供支持和理解。

基于文献计量学的生物气溶胶研究热点分析

生物气溶胶已成为公共卫生安全存在的潜在危害。随着SARS-CoV-2等病毒生物气溶胶引起越来越多的公众关注,生物气溶胶防控重要性突出,有必要对生物气溶胶研究进行全面的分析。基于文献计量学,采用HistCite和Citespace等分析软件及可视化软件,从文献发文量、作者、被引频次、关键词、机构、发表期刊和发文国家等方面,对1990—2021年Web of Science^(TM)核心数据库关于生物气溶胶的3855篇文章进行了文献计量分析。结果显示:生物气溶胶期刊发文量主要经历了3个阶段,2017年之后,生物气溶胶研究领域的论文数量急剧增加,生物气溶胶受到极大关注;美国和中国是生物气溶胶研究领域发文量最大的2个国家,分别发表了1150,649篇;TOP10的研究机构分别为辛辛那提大学、马克斯普朗克化学研究所和科罗拉多大学;发文量前3的期刊包括Journal of Aerosol Science、Science of The Total Environment和Aerosol Science and Technology;生物气溶胶研究领域高产学者为Duchaine C、Grinshpun SA和Reponen T;关键词和关键词共现网络发现生物气溶胶的采样、分析、传播、风险及控制等为主要研究热点;突现词分析表明生物气溶胶研究逐渐转向生物气溶胶的控制和健康风险评价,以及气候、气象因素对生物气溶胶的影响作用等研究方向。

纳米孔测序技术在环境微生物研究中的应用

高通量测序技术是研究环境微生物的有效手段,而以纳米孔测序为代表的第三代测序技术以其测序读长长、测序速度快、测序数据实时监控、仪器方便携带、无GC偏好性、无需经过PCR扩增等显著优势有力推动了环境微生物研究的发展。本文对纳米孔测序技术的技术原理和特点进行了简要概述,重点介绍了纳米孔测序技术在环境微生物扩增子测序、宏基因组测序、全基因组测序等领域的研究应用,并分析了纳米孔测序技术在环境微生物应用中的优势及存在的问题。

气溶胶中抗生素抗性基因研究进展

抗生素的不合理使用导致细菌耐药问题日趋严峻,给人类健康造成巨大威胁。学者们对抗生素抗性菌和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)在多种环境介质中的环境行为开展了大量研究。气溶胶作为ARGs的潜在储存库,是抗生素抗性基因在环境中的重要传播途径之一。目前缺乏对其来源、传播、人类接触和健康风险系统性的梳理。本文针对人类生活功能场所、养殖场、城市污水处理厂和医院等4类气溶胶研究的典型场所,重点综述了上述4类典型场所中气溶胶ARGs的来源、传播途径及对人体的暴露和对健康的危害,为气溶胶中ARGs的预防和控制提供参考。

基于宏基因组技术分析MBR膜清洗后污泥中抗性基因

污水处理厂作为抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的重要储存库,是自然界ARGs的主要来源之一.膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)被认为是一种能够有效去除污水处理厂中ARGs的技术工艺.MBR膜截留的废水中胶体、颗粒物、悬浮物及微生物代谢物中存在着大量的病原菌与抗性基因,而目前关于膜清洗后污泥中抗性基因的分布特征和规律尚不明确.本文采用宏基因组技术对MBR膜清洗后污泥中抗性基因进行了分析.结果显示,膜清洗后污泥中共检测出39门,其中优势菌门为Proteobacteria、Nitrospirae和Actinobacteria,优势菌属为Nitrospira、Pseudomonas和Bradyrhizobium.污泥样品含有的病原菌属占所有菌属的10.54%,其中Pseudomonas属相对丰度最高,占到所有菌属的3.94%.样品中共注释出17类ARGs和16类金属抗性基因(metal resistance genes,MRGs,15类单金属抗性基因和1类多重金属抗性基因).其中,多药类抗生素抗性基因相对丰度最高,占49.08%.金属抗性基因中多重金属类抗性基因相对丰度最高,占该污泥样品的34.58%,单金属抗性基因中对铜的抗性基因数量最多,占19.99%.该膜清洗后污泥中微生物群落最主要的功能通路为代谢相关,并存在大量与人类疾病相关的代谢通路相关基因,其中涉及细菌耐药和细菌传染疾病的基因数量最多,分别为占人类疾病相关的代谢通路已注释序列的34.50%和16.62%.由此可见,膜清洗后污泥中蕴藏着丰富的ARGs、MRGs以及病原菌属,具有潜在的环境健康风险,需要加强对膜清洗后污泥中ARGs、MRGs以及病原菌的管控.本文为选择合适的技术工艺有效去除膜清洗后污泥中ARGs、MRGs以及病原菌提供指导.

纳米孔测序技术在1例呼吸道感染患者病原检测中的应用

目的探索快速识别呼吸道感染患者致病病原的方法,为临床早期诊断与治疗提供支持。方法基于纳米孔掌上测序仪MinION对1例患者肺泡灌洗液进行实时测序,用BGI测序平台对样本开展宏基因组测序,并对样本进行病原菌分离培养实验。结果基于纳米孔测序技术的宏基因组测序在55 min内即检测到铜绿假单胞菌特异序列,后续的二代测序及分离培养实验进一步证实了致病病原为铜绿假单胞菌。结论在该例病原检测中,纳米孔测序技术将检测周期缩短至12 h左右,与其他方法相比具有更短的检测周期,有望成为临床感染病原实时检测的重要辅助手段。