《环境科学进展》是国科大杭州高等研究院环境学院精心打造的特色精品课程,通过邀请环境领域知名专家学者以学术报告的形式形成系列讲座,为学院研究生创造与学术大咖面对面交流、学习最前沿环境研究的机会,拓宽学术视野、创新研究思维、提升科学素养。2022~ 2023学年《环境科学进展》课程由环境学院院长江桂斌院士领衔主讲,另邀请了9位外校专家授课,包括江南大学匡华教授、南开大学陈威教授、北京大学万祎教授、南京大学韦斯教授、中国科学院青藏高原研究所丛志远研究员、浙江大学杨坤教授、天津大学陈玖斌教授、南开大学张彤教授和浙江大学林道辉教授。
第1课 江桂斌院士:未来之发展与健康
2023年6月5日上午,恰逢第50个世界环境日,中国科学院院士、国科大杭高院环境学院院长江桂斌院士在云艺园区13号楼310进行了主题为“未来之发展与健康”的讲座报告,拉开了2022~ 2023学年《环境科学进展》课程的序幕。江桂斌院士系统地介绍了人类当前共同面临的气候变化、空气质量污染、噪声污染、光污染等环境问题,分析了环境污染等诱导的癌症、糖尿病、肥胖等疾病机制研究进展,并对相关研究热点以及我国“十四五”布局开展的系统研究进行了全面介绍。回顾我国环境科学学科的发展历史,江桂斌院士指出,近代工业污染催生了环境相关学科的发展,环境科学是人类生产生活由低到高的发展过程所产生的必要要求,发展与健康是贯穿人类进化和社会进步的永恒主题。同时,他也呼吁同学们多关注环境前沿问题,让科学研究服务于国家生态文明建设,勉励环境人应勇挑历史责任与使命,共建美丽生态中国!
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第2课 匡华教授:手性纳米颗粒与环境可持续发展
6月5日下午,国家杰出青年基金获得者、江南大学食品科学与技术国家重点实验室副主任匡华教授为我院师生带来了以“手性纳米颗粒与环境可持续发展”为主题的学术报告。匡华教授首先举例说明了何为手性分子及其独特的光学效应和佐剂效应,继而故事性地介绍了她的团队在手性纳米颗粒的定量分析方法以及在成功应用于基因编辑、治理烟草花叶病毒、促进神经干细胞向神经元方向分化、介导体液免疫应答等方面的研究成果。她提到,21世纪的科学存在着由物理学到化学、再由生物学和人类学到社会科学的链条,跨学科思维能够帮助我们更好地解决实际问题。
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第3课 陈威教授:纳米技术在地下含水层污染控制与修复中的应用
6月12日上午,国家杰出青年基金获得者、南开大学陈威教授围绕“纳米技术在地下含水层污染控制与修复中的应用”这一主题,讲授了地下含水层的主要特征、地下含水层修复的技术瓶颈以及基于新型纳米材料的地下含水层污染控制与修复技术前景。陈威教授还分享了他在美国Brown and Caldwell环境工程公司负责的污染地块地下水健康安全风险评估工程项目经历,在项目期间累积的专业技能、实际场地修复经验为其归国后科研工作奠定了基础。针对学生提出的关于纳米修复技术的可行性问题,他认为,地下水污染修复并非一朝一夕可解决,纳米修复技术目前仍存在一定的局限性,需要多种技术联合应用以及长期治理。
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第4课 万祎教授:环境中代谢干扰物质的非靶向高通量鉴定研究
6月19日上午,国家杰出青年基金获得者、北京大学万祎教授围绕环境中代谢干扰物质,介绍了其团队在外源污染物的非靶向高通量鉴定、内源代谢分子网络的可视化和代谢干扰物研究以及外源污染物和内源分子的代谢反应产物和毒性鉴定等方面的研究进展。万祎教授提到,污染物或代谢物的非靶向筛查和后续的靶向分析均离不开高分辨质谱这一关键技术。得益于对高分辨质谱技术和对小技巧、小分子的重视和深入探索,他们实现了特定官能团污染物如环烷酸类、卤代烷烃类物质的高通量鉴定、内源性代谢分子的代谢网络可视化,以及酚类污染物干扰内源酚类代谢分子体内平衡的机理研究。
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第5课 韦斯教授:环境中的火眼金睛:新污染物非靶向分析技术
6月19日下午,国家优秀青年基金获得者、南京大学韦斯教授同样擅长非靶向分析,作了题为“环境中的火眼金睛:新污染物非靶向分析技术”的讲座报告。韦斯教授向同学们介绍了如何利用非靶向分析技术来构建新污染物的分析策略,基于这些策略在环境介质和人群等样本中筛查发现的大量新污染物,以及结合人工智能技术构建更智能化的化合物结构鉴定模型。他通过非靶向分析技术成功识别某儿童因未知物质中毒的原因进而拯救其生命,这一事件也生动展示了非靶向分析技术在未知物筛查鉴定中的优越性和前沿性,能够成为解决真实环境问题筛查的利器。
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第6课 丛志远研究员:南亚大气污染物跨境传输对青藏高原多圈层的影响
6月21日早上,教育部长江学者、国家优秀青年基金获得者、中国科学院青藏高原研究所丛志远研究员则瞄准青藏高原环境污染,近5年来一直在珠峰、纳木错、藏东南、拉萨等地长期开展大气气溶胶的监测研究。研究结果表明,南亚严重的大气污染经季风跨境传输,对青藏高原大气圈、水圈和冰冻圈等多圈层产生影响,并已经威胁到青藏高原脆弱的生态环境。通过他的报告,同学们认识到外部传输对青藏高原环境的重要影响,学习了青藏高原大气污染中AOD、BC、O3等的综合观测分析方法。
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第7课 杨坤教授:表面活性剂增效污染土壤修复技术与应用
6月21日下午,国家级科技创新领军人才、国家优秀青年基金获得者、浙江大学杨坤教授聚焦土壤环境污染问题,讲授了关于表面活性剂增效污染土壤修复技术与应用方面的前沿进展。杨坤教授首先介绍了我国土壤污染现状和我国环保治理行业对土壤修复的重大需求背景,继而从土壤污染修复材料,技术与装备研发、土壤污染调查评估方法、制度、标准等研究方面深入分析了当前国内外土壤修复技术的最新进展。他还结合具体的土壤修复案例,介绍了场地土壤修复方案设计指出了实施土壤修复方案过程中面临的各种困难和挑战,并强调了科研过程数据准确的重要性。
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第8课 陈玖斌教授:金属稳定同位素在环境健康中的应用
6月26日上午,国家杰出青年科学基金获得者、天津大学陈玖斌教授围绕河流金属同位素示踪、异常汞同位素体系和金属同位素医学应用这三部分,展开介绍了金属稳定同位素在环境健康中的应用。陈玖斌教授以自己求学期间从事的法国塞纳河金属污染课题以及加拿大中纬度大气降水汞研究为例,讲述了如何利用稳定同位素数据溯源,展现了持之以恒地研究和善于挖掘信息对科学发现的重要性。近年来,金属同位素成为生命医学研究的新地标。他指出,同位素分析技术为生物和细胞的新陈代谢研究增加了一个“新”维度,可以检测、量化、预判癌症变化,并为挖掘潜在机理提供证据。
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第9课 张彤教授:全球汞污染问题
6月26日下午,国家杰出青年基金获得者、南开大学张彤教授从全球环境汞污染问题为同学们带来另一场别开生面的汞研究报告。张彤教授从汞污染事件引出报告主题,并以一张环境系统汞循环图贯穿整个报告,介绍了汞的来源及其在环境中化学形态转化现象及内在机制。她在介绍团队在环境中汞的甲基化机制及其风险方面的系列原创新工作时,同时详细讲述了开展这些工作的科学思路和思考。针对师生关于寻找研究课题和论文写作方面的困惑,张彤教授提出,要高效的、尽可能多的阅读文献,总结文献内容是从事科研工作不可或缺的过程。从已有的结果中去挖掘问题,做对国家社会发展有意义的研究。
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第10课 林道辉教授:纳米材料的生物效应与环境修复应用
6月30日下午,国家杰出青年基金获得者、浙江大学林道辉教授以“纳米材料的生物效应与环境修复应用”为报告主题,讲授了本学期《环境科学进展》课程的最后一课。林道辉教授首先给同学们介绍了纳米技术的发展历史和纳米材料的特性,继而报告了多种纳米材料与不同污染物的复合毒性研究成果。他还指出,可利用AI的机器学习方法实现海量的文献数据的分析,从而得到一些的共性结论。在纳米材料生物效应研究过程中,他发现可以通过构建纳米–生物协同修复体系,用纳米材料强化生物修复,从而开发出纳米材料–生物协同修复土壤污染的新技术。
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《环境科学进展》系列讲座课程的开展,聆听知名学者对不同环境领域不同方向高屋建瓴、深入浅出的前沿报告后,同学们表示极大地拓宽其学术视野,也深受鼓舞更加坚定了自己为建设绿水青山的美丽中国贡献自己力量的决心。