药膏的成功:丹尼斯·米特拉诺博士在追踪微型和纳米塑料方面进行了开创性的研究
对丹尼斯·米特拉诺博士来说,2022年是不错的一年。作为苏黎世联邦理工学院环境系统科学系的地球化学家和助理教授,Mitrano博士获得了ES&T和ACS环境化学部门颁发的James J. Morgan早期职业生涯杰出贡献奖,以及“光谱学”颁发的原子光谱学新兴领导者奖。
米特拉诺博士因“苏黎世的Who’s Who”被提名为100位最具影响力的人,她还获得了瑞士国家科学基金会(SNSF)颁发的2022年玛丽Heim-Vögtlin年度杰出年轻女性研究员奖——该基金会认可一位杰出的女性研究员,她是一个鼓舞人心的榜样,在资助期间取得了令人印象深刻的结果,并在她的职业生涯中取得了重大进展。
米特拉诺博士的研究评估了人类活动和颗粒物对自然环境的影响。最近,她的研究团队一直关注人造塑料是如何污染环境的。由于处理不当的塑料垃圾会分解成微粒和纳米颗粒,这不仅给海洋及其居民带来了越来越大的问题,也给湖泊、河流和土壤带来了问题。
在很长一段时间里,在自然系统中量化和追踪这些小到百万分之一毫米大小的粒子是非常困难的。米特拉诺博士发现了一种跟踪这些颗粒如何在环境中传播的方法,并开发了一种跟踪水、土壤甚至生物中的微型和纳米塑料的方法。
米特拉诺博士解释说:“作为一名研究人员,我开发了一套特定的工具和技术,然后我可以将它们用于解决一系列不同的问题,但重点是特定的。”“对我来说,这是测量环境中的金属,测量颗粒,并了解颗粒如何在水中、土壤中移动,或被生物有机体吸收。我试着找出某一特定领域的研究空白,这样我就可以用我的专业知识来回答别人无法回答的问题。我还想了解人类活动是如何影响环境的,以及是否有一种方法可以让我们制造材料,使用资源,或有更好的做法来最大限度地减少对环境的负面影响。”
在此背景下,米特拉诺博士的研究小组利用研究结果来评估由人类造成或生产的各种生态系统和规模的人为材料的风险。在环境科学、材料科学和政策的边界上开展工作,以促进可持续性以及新材料的环境健康和安全,体现了对工程纳米材料和塑料的“设计更安全”方法的兴趣。
作为MHV奖的第13位得主,米特拉诺博士认为该奖项是对她迄今为止工作的宝贵认可,也是继续保持这一精神的动力。她还希望在自己的研究团队中提拔年轻的女性研究人员,自2020年以来,她一直担任该团队的助理教授,并拥有SNSF Eccellenza Fellowship。
米特拉诺博士说:“我从自己的经历中知道女性榜样可以多么鼓舞人心,所以我现在非常高兴自己成为一个榜样。”“我想鼓励年轻女性自信地追求自己的想法,不要被批评和失败吓倒。这需要勇气,但值得。”
移动中的塑料在水、土壤和植物中流动
最初,米特拉诺博士对塑料不感兴趣,而是对人造金属纳米颗粒感兴趣,比如在纺织品和化妆品中发现的金属纳米颗粒,以及天然金属纳米颗粒在环境中的行为。她的突破性想法是将用于测量这种纳米金属的分析方法转移到塑料颗粒上;她发明了一种用化学方法向塑料颗粒中添加金属的方法。这样做的好处是,可以用比塑料更灵敏的方法来测量金属,而且速度也快得多。
在一个小型污水处理厂的复制品中,利用这些材料来研究塑料的命运和运输,作为一个例子,米特拉诺博士研究了塑料颗粒的变化,并能够表明,该工厂从水中去除了95%以上的微型和纳米塑料,并将它们聚集在污水污泥中。
“但这并不能完全解决塑料污染的问题,”她解释说。“在许多国家,污水污泥被用作农业土壤的肥料,这意味着塑料颗粒最终会回到环境中。”
在进一步的实验中,米特拉诺博士研究了微塑料在土壤和植物中的作用。除此之外,她还发现这些颗粒会被植物吸收,并引发植物的应激反应。
她说:“我们对塑料颗粒的途径及其有害影响了解得越多,未来就能更好地防止塑料进入环境。”
Mitrano博士致力于科学与政策的结合,最近发表了一份来自欧洲化学品管理局ECHA的关于微塑料的新定义和法规的评估报告。她还相信在研究中合作的价值。在获得环境科学新兴领袖奖后,米特拉诺博士分享了她的工作如何影响其他科学家的想法。
“作为一名分析化学家,我最喜欢的一点是,其他研究人员能够使用我们的方法,并进一步研究他们自己的研究目标,”她分享道。“我的工作得到认可,我的名字被列入环境科学领域其他优秀的、有前途的研究人员之列,这让我感到既兴奋又谦卑。我对我们在实验室所做的工作非常有激情,但也受到了与我一起工作的优秀学生的启发,感谢我的导师和同事,他们帮助塑造了我的职业生涯和前景。”
在文科的背景下学习理科
米特拉诺博士在Salve Regina的化学专业读本科时,从化学系副教授兼系主任Susan Meschwitz博士那里学习了结构和解决问题的方法。她在萨尔维·雷吉娜实验室获得的技能至今仍对她的研究有帮助。
米特拉诺博士说:“我选择Salve的一个原因是,它的班级规模很小,而且关系紧密,因此教授们也非常容易给予所有学生个别的关注,不仅在课程材料上提供个性化的帮助,还在职业和生活建议上提供个性化的帮助。”“我特别欣赏文科教育提供的各种各样的课程,这些课程除了帮助我理解核心学科领域的基本科学信息外,还帮助我塑造了理解和世界观。”
米特拉诺博士还认为,生物学教授杰米森·蔡斯(Jameson Chace)对她早期职业生涯产生了另一个积极影响。在他的协助下,米特拉诺博士在位于科罗拉多州哥特镇的落基山生物实验室获得了一个夏季研究职位。
“这是我第一次与许多不同的研究科学家合作,并提出自己的研究问题,”米特拉诺博士说。“我爱上了科罗拉多,所以它也促使我在那里寻找博士职位。我最终进入了科罗拉多矿业学院的化学和地球化学系。”
在她的博士研究期间,米特拉诺博士发现了对前沿研究的热情,并在世界各地的会议和大学分享她的工作。当她开始考虑博士后研究时,她决定只关注欧洲的机会,这将使她能够了解其他文化和生活方式。
过去9年一直生活在国外的米特拉诺博士说:“在一次会议上展示自己的研究成果时,一位瑞士教授发现我的工作很有趣,当场给了我一份工作,这是我非常幸运的事情。”“虽然我以前从未去过瑞士,但我喜欢住在山里。我知道我可以很好地与欧洲其他地方进行旅行——无论是私人的还是专业的。所以我接受了,我从来没有后悔过一分钟!”
接受欧洲人的工作/生活平衡
尽管米特拉诺医生获得了许多专业荣誉,但她的生活并非只有工作没有娱乐。
她分享道:“在欧洲生活的一大好处是,人们非常重视工作和生活的平衡,而且除了公共假期,每个人每年至少有25天带薪假期。”“我是一个非常活跃的人,花很多时间在山上做各种活动,比如骑自行车、徒步旅行、背包旅行和越野滑雪。”
利用瑞士位于欧洲中心的地理位置,米特拉诺博士和她的男友还喜欢去偏远和/或发展中地区旅游。他们租了一辆旧汽车,每天晚上都睡在帐篷里。
她说:“我们已经在东欧旅行了几次,我认为东欧(黑山、阿尔巴尼亚、亚美尼亚、格鲁吉亚)以及更远的地区(尼泊尔、埃塞俄比亚)都没有得到充分的重视。”“由于旅行距离不是很远,我们也可以轻松地进行许多城市旅行;乘飞机到摩洛哥、西班牙、希腊、土耳其只需几个小时,或乘火车到巴黎、慕尼黑、柏林、威尼斯、佛罗伦萨等只需几个小时。这使得在一个新的文化和城市度过一个长周末成为可能。”
据米特拉诺医生说,在国外生活几乎没有什么“负面影响”。从围绕生病、医疗和失业的社会化系统的安全,到在世界上一些最好的大学进行高水平研究的无数研究和资助机会,她发现这种体验非常积极,并建议每个人都这样做,即使只是很短的时间。
跳出固有思维模式
展望未来,米特拉诺博士希望继续架起学术科学与来自政策、工业和公众的其他利益相关者的桥梁,就每个人使用的材料及其如何影响自然环境做出科学的决定。
她分享道:“在日常生活中,对我来说,科学……是关于解决问题,以及当你最终完成一个困难的谜题时的兴奋(有时是在多次尝试和错误之后!)。”“但我们工作的意义超出了实验室....了解人类活动如何影响物理、化学和生物循环是现代地球科学的一个核心组成部分,我认为贡献能够保护我们的水道和土壤的知识是非常值得的。”
在考虑与学生分享的建议时,米特拉诺博士建议探索许多不同的研究领域,直到他们找到一个“合心意”的。在Salve Regina,尤其是年轻女性,她们刚刚开始在这里学习。
“勇敢一点,跳出思维定势。作为一名年轻的科学家,你有机会专注于一个新的领域,开发尚未建立的创新方法,”米特拉诺博士建议。“这可能会带来风险,但在最好的情况下,你可以成为自己领域的先驱。也许对我的职业成功最有帮助的两件事就是保持开放的心态和多问问题。”
Mary Edwards写于86年,12年(M)
编者按:本文发表于《纽波特报告》2021年春季版。这篇文章的部分内容已按原文编辑过。