鑽石舞台

2022年上半年行將結束，現在正是總結近期趨勢的好時機。在很多方面，世界正在重新「開放」，自2020年初疫情暴發以來，很多同行近期才得以首次參加線下會議。2021年，開放化學領域實現重大飛躍，美國化學文摘社物質數據庫（CAS REGISTRY®）中收錄的近50萬種化學物質可通過CAS Common Chemistry進行開放獲取[1]。ACS Environmental Au 發展勢頭迅猛，成為與環境主題相關研究的金色開放獲取主要期刊之一[2]。歐盟剛剛向化學品風險評估夥伴關係（PARC）注資4億歐元，該夥伴關係包括約200家合作夥伴[3]以及一個FAIR（可查找、可訪問、可互操作、可復用）[4,5]且開源的工作包[6]。我們很多人都對近期會議上所討論的嚴峻化學污染問題感到震驚。其他同行，則因戰爭、疫情管控或資金不足等的影響而無法參與後疫情時代的重新開放，無法線下參會和旅行。另外一些人則無力負擔與開放獲取相關的成本，或仍未體驗到開放科學的好處。

為什麼要關注這些似無交集的話題呢？因為化學污染和新冠疫情都屬於全球性挑戰，需要制定全球性的解決方案，如不採取行動，我們將付出高昂的代價。Landrigan等人估計2015年900萬人的過早死亡（占全球總數的16%）是由污染引起的[7]。全球由新冠疫情直接引起的死亡人數已超過600萬（2020年1月至2022年5月）[8]。雖然公眾充分認識到了這些全球挑戰，但往往充滿了無力感。然而，應對疫情的過程已經證明個人行動可產生顯著的集體成果。開放數據和研究成果的交流也是如此，個體的貢獻可形成非凡的集體效益。

許多人將CAS Common Chemistry數據集的推出視為開放科學的重大突破[1]。對此我的反應並不那麼熱烈，主要是因為在我科研職業生涯起步以先，PubChem[9,10]、ChemSpider[11]和Human Metabolome Database （HMDB）[12,13]等開放化學資源業已存在。與此同時，許多更加開放的資源也在更新，並且人們對開放科學和開放獲取重要性的認識不斷提高，PARC等倡議納入FAIR數據工作包即凸顯了這一點。我有幸與許多從事不同開放資源（聯合）開發和交叉融合化學內容的同行共事過。PubChem現收錄了來自861種數據源的1.11億種化學物質（2022年5月29日），而我們自己在2015年發起的NORMAN Suspect List Exchange（NORMAN-SLE）倡議現已包含來自70多個貢獻者的99個名錄（截至2022年5月29日）[14]。我們正與相關期刊[15,16]和作者群體共同致力於填補開放化學資源的空白。我們也期待在ACS Environmental Au的發展過程中與其編輯和作者群體合作，從而幫助作者以公平和開放的方式傳播他們的研究成果，也幫助讀者檢索和利用這些成果。這再次說明了個體的貢獻可形成非凡的集體效益，即使在起步之初收益可能並不明顯，正所謂聚沙成塔，集腋成裘。

本期ACS Environmental Au的多篇文章都關注了空氣污染，這反應了疫情使人們提升了對空氣質量的關注度。Qiang Zhang及其同事使用了一種數據融合方法來研究2017年至2020年中國燃煤電廠的日常排放模式。他們結合中國燃煤電廠排放數據庫（CPED）和連續排放監測系統（CEMS）的實時監測結果，將得出的結果與現有統計數據進行了比較。估測數據捕捉到了供暖和製冷的高需求周期（冬季和夏季）以及需求的突然增加（由於乾旱）或下降（由於新冠疫情管控措施）。（點此閱讀本文中文解讀）Seiji Yamazoe及其同事介紹了一種使用含氨基環己基二胺的液體胺-固體氨基甲酸相分離系統直接捕集空氣中 CO2的方法。此系統在濃度為400 ppm的二氧化碳流動系統中，具有超過99%的二氧化碳去除效率。得益於異佛爾酮二胺（IPDA）在直接空氣捕集條件下所表現出的高效率，才得以實現二氧化碳的高效捕集，並且該系統可以經由吸附-解吸循環重複使用，同時保持捕集活性不降低。作者認為，這種使用IPDA的相分離系統穩定且持久，具有潛在的實際用途。（點此閱讀本文中文解讀）

Yafang Cheng及其同事回顧了影響美國氣溶膠酸度十年趨勢的關鍵驅動過程。他們在美國東南部進行了長達十年的觀測，針對酸度隨酸性物質（如SO2、NOx）的排放而增加、隨鹼性物質（如NH3、粉塵）的排放而下降的傳統觀念提出了質疑。他們藉助多相緩衝理論研究了鹼性物質排放的增加和穩定預測的氣溶膠酸度之間的關係。他們預測，在2050年之前氣溶膠將維持在氨緩衝區域，硝酸鹽將主要保留在氣相中。（點此閱讀本文中文解讀）Manabu Shiraiwa及其同事研究了酸度對二次有機氣溶膠（SOA）產生活性氧（ROS）的影響。活性氧可引起與氣溶膠相關的健康影響，導致體內氧化應激。作者基於電子自旋共振儀耦合自旋捕捉法，發現不同pH值（1-7.4）條件下，異戊二烯、α-松油醇、α-蒎烯、β-蒎烯、甲苯和萘氧化產生二次有機氣溶膠過程中自由基組成和產率具有顯著差異。（點此閱讀本文中文解讀）

Meng Gao、Yike Guo及其同事展示了如何優化空氣質量監測點的位置，從而更精準地捕捉中國PM2.5污染的空間分布。作者應用五種基於本徵正交分解（POD）的傳感器布局算法優化選址。通過在PM2.5污染最嚴重的地區布局最佳算法，該研究比現有站點更準確地重構了PM2.5污染狀況。他們的研究還指出，現有的監測工作可能會忽略人口較少地區的污染源。（點此閱讀本文中文解讀）Hongchen Shen、Danmeng Shuai及其同事對利用靜電紡絲納米纖維膜來控制空氣中的病毒進行了展望（見本期封面）。作者們在這篇應景之作中指出，靜電紡絲納米纖維膜與傳統空氣過濾介質相比，得益於其孔徑更小、比表面積和孔隙率大，以及更大的保留表面和體積電荷，確實顯示出更令人滿意的效果，但必須建立標準化的流程來評估靜電紡絲納米纖維膜去除病毒氣溶膠的性能。他們提出了一個標準化的氣溶膠過濾測試系統，並討論了靜電紡絲納米纖維膜在空氣過濾方面的未來發展。（點此閱讀本文中文解讀）

除了空氣方面的研究外，Shuxiao Wang及其同事開發了一個高分辨率的水稻汞遷移轉化模型，用於分析中國水稻籽粒中汞的來源。雖然全國平均水稻籽粒總汞濃度的81%來源於大氣汞沉積（再次表明與空氣污染有關），但全國平均水稻籽粒甲基汞濃度的65%是由於土壤汞水平較高所致，主要途徑是原位甲基化過程。在貴州省及其周邊地區，冶煉、水泥熟料生產或金屬開採活動地區都檢測到極高的水稻籽粒甲基汞含量。（點此閱讀本文中文解讀）最後，Jessica DeYoung和Scott Shaw在他們的研究中調查了真菌對環境薄膜的化學性質和形貌的影響。通過對薄膜整體特性進行2個月和12個月的研究，發現12個月後真菌和真菌相關的團聚體覆蓋了大約14%的薄膜表面。與真菌菌絲相連的營養庫垂直於生長方向延伸50微米。由於作者觀察到了真菌對薄膜的長期和短期影響，他們建議在分析環境薄膜時應考慮真菌的存在。（點此閱讀本文中文解讀）

本編者按僅涉及了我們目前所面臨的全球挑戰中的幾項。本期ACS Environmental Au的金色開放獲取文章涵蓋了幾項聚焦空氣質量和疫情的研究，助力研究機構應對全球挑戰。人們日益認識到以公開和公平的方式共享數據的利好，這也有助於開發對學術界和其他界別有益的化學資源，為應對化學污染挑戰和其他可持續性問題奠定了堅實的科學基礎。我謹代表編輯團隊，希望大家喜歡本期ACS Environmental Au的文章，並期待大家就ACS Environmental Au如何在開放與公平數據以及環境研究問題上為讀者提供更廣泛的支持暢所欲言。

References:

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2.Jin, L.;Li, X. D.ACS Environmental Au─Gold Open Access toward a Greener Future.ACS Environ. Au2022,2(2),74–76,DOI: 10.1021/acsenvironau.2c00005

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