作者:张树良 王立伟 刘文浩 来源: 中国科学报 发布时间:2021-3-5
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科学家开发微生物回收钴新方法

近日,美国密歇根州立大学一个研究团队利用微生物,不仅可以有效解决钴金属污染问题,而且能够促进钴的回收利用。相关研究成果发表于近期出版的《微生物学前沿》。

钴是一种广泛用于电动汽车电池和航天器制造的重要且日益稀缺的金属,但其毒性威胁着生物和环境健康。当前人们对微生物如何与钴相互作用知之甚少。由于钴具有很强的毒性,所以通常认为它会杀死微生物。

在该研究中,科学家研究的是一种叫做地杆菌的细菌,主要关注地杆菌与钴之间的相互作用过程。研究发现地杆菌是有效的钴“矿工”,可以从氧化钴中提取钴金属,而不让其穿透细胞杀死自己。相反,细菌本质上是用金属包裹自己。地杆菌与钴作用,在其表面形成钴纳米粒子,从而将自身金属化,形成保护层。科学家将其比作穿着战衣的“钢铁侠”。

研究人员认为,作为概念验证,该研究为未来新的生物技术研发打开了令人振奋的希望之门。可以将地杆菌作为新的生物技术的基础,实现从锂离子电池中回收钴,减少对钴矿的依赖。同时,地杆菌也可以用于吸收其他容易造成严重环境污染的有毒金属。比如,研究人员对是否可以用地杆菌清除工业污染中的镉特别感兴趣。(张树良)

相关论文信息:

https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.600463

加拿大加强能源效率投资

近日,加拿大自然资源部(NRC)宣布,加拿大政府将继续致力于打造清洁能源的未来,帮助创造良好的就业机会,并支持自然资源部门相关工作。这一承诺要求提高工业部门的能源效率,以帮助加拿大实现到2050年净零排放的目标。

NRC宣布为加拿大铁矿石公司(IOC)投资4万加元以建立一个能源信息系统,以使北美领先的优质铁矿石颗粒和高档精矿生产商、出口商降低能源消耗和温室气体排放。IOC是一家总部位于加拿大的铁矿石生产商,在纽芬兰与拉布拉多省设有矿山和加工厂。

该投资将使魁北克IOC在设施上实施能源管理信息系统,改善其基础设施和能源使用测量和报告系统,同时提高加拿大采矿业的能源效率、生产率和竞争力。联邦资金由工业能源效率计划提供,该计划为加拿大工业设施能源管理项目提供财政援助。IOC和Hydro-Québec也参与了该项目,使总投资达到33万加元。

总之,加拿大政府将继续支持绿色基础设施项目。同时,提高工业部门的能源效率是该国努力在2050年实现温室气体净零排放的关键组成部分。(王立伟)

人工智能新平台定量监测海洋垃圾精度超80%

近日,《环境污染》发布文章称,西班牙巴塞罗那大学研究人员基于人工智能(AI)技术开发出的新平台MARLIT,实现了对海洋垃圾的定量监测,可靠性超过80%。

漂浮垃圾是世界海洋生态系统的一大威胁。直接观测(船只、飞机等)是评估海洋漂浮垃圾(FMML)影响的共同方法的基础。然而,巨大的海洋面积和数据量使监测研究很难推进。为此,研究人员基于AI技术,开发出一款新型平台MARLIT,可以分别对图像进行分析,根据用户的指导将其划分为几个部分,确定漂浮垃圾的存在,并通过图像质量(高度、分辨率)估计其密度。

该平台通过应用深度学习技术,利用人工神经网络的自动成像方法,基于航空影像实现对海洋漂浮物的定量成像,使之达到更高水平。基于“Shiny”的应用程序中实现了卷积神经网络(CNN)模型,基于CNN的深度学习模型使用无人机和飞机在西北地中海水域拍摄的3723张航空图像(50%包含FMML,50%不含FMML)进行训练和测试。用90%的图像进行训练,用10%的图像进行测试,图像交叉识别的准确率分别为0.85和0.81。

此外,他们还开发了Shiny R包用于开发用户友好的应用程序,以识别和量化航空图像中的FMML。这一点和类似算法的实施,可以大大简化FMML的检测和量化,为监测和评估这一环境威胁提供支持。

研究人员称,无人机和飞机在监测海洋垃圾中获得的大量海洋表面图像,也可用于已知漂浮物的实验研究。该研究把自动航空摄影技术与分析算法相结合,是控制和研究这类污染物更有效的方案。未来,有望将相关应用推广在遥感器(如无人机)上使用,实现遥感过程自动化。(刘文浩)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.116490

《中国科学报》 (2021-03-05 第2版 国际)
 
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