广州大学闫兵教授团队、南京大学钟寰教授、缪爱军教授团队与浙江大学马奇英教授团队合作，在Critical Reviews in Environmental Science and Technology（CREST，《环境科技评论》）期刊发表题为“砷在过去120年间的研究进展与未来的发展趋势（Progresses and emerging trends of arsenic research in the past 120 years）”的重磅综述。砷是一种天然存在的类金属，几乎存在于所有的环境介质当中。由于其强烈的毒性和潜在的致癌性，美国毒物和疾病登记署（ATSDR）将砷列为对人类健康危害最大的有毒物质。然而，砷在各行各业的应用仍然较为广泛。本研究利用文献计量学，系统性地回顾砷研究的进程并展望砷研究的未来趋势，并对砷在人类健康中所扮演的角色的提出公正客观的评价，力争为实现砷研究和应用的可持续发展提供助力。
图1. 图文摘要
研究表明，砷研究在过去120年中取得的进展可以划分为五个阶段（图1）；每个阶段内，砷的应用总是伴随着不同程度的健康风险。砷在人类历史上被广泛应用于用于医疗和工业等各个领域。在传统中医药领域，砷一直被当作一种药物使用。在20世纪初，砷是治疗梅毒药物的主要有效成分。从1960年代开始，砷就被广泛用于半导体行业。此外，砷被大量的应用于不同种类的农药中。
由于砷在各行各业的广泛使用，砷对健康的危害也在20世纪初逐渐引起了人们的注意。然而相关健康风险受时代的局限性并未得到有效的认知。随着科学技术的进步，人们对砷的理解更加地深入，并从20世纪60年代起开始关注砷引起的健康危害。在九十年代初期，由于在东南亚地区砷污染的地下水导致的各种层出不穷的健康问题，这种担忧开始呈现爆发式增长。随之而来的是有关砷研究数量近乎于指数级别的上升。
在过去的三十年间，相关研究从不同的方面试图阐述砷的来源、循环、生物传递以及生物累积并最终对人类健康产生危害的这一过程，并取得了显著的成就。其中最为热门的便是砷在土壤-作物生态系统中的传递与累积，尤其是在大米中的富集对人体健康的影响。大米自古以来就是亚洲地区国家的主食且近年来全球范围内大米相关制品的消耗也呈现上升趋势（图2）。由于在稻田等典型的厌氧生境条件下，水稻植株能够大量吸收无机砷，并在大米中不断富集。因此科学界开始关注在全球范围内大米砷的摄入可能引起的健康危机。
即便如此，砷的应用却又取得了里程碑式的进展。三氧化二砷（Arsenic trioxide; As₂O₃），一种在传统中医领域使用了上千年的剧毒无机砷化合物，被中国的研究学者发现能够有效地治疗急性白血病等多种血液疾病，从而在20世纪末的短短几年内引起了世界的关注，被广泛地应用于相关疾病的治疗以及类似血液疾病的探索研究中，并且在过去二十年的时间里仍然是砷研究的热门领域之一（图3）。图3. 基于文献计量学的三氧化二砷(Arsenic trioxide; As₂O₃)与其他砷研究热点在20世纪的文献共引用网络意图。红色圆圈表示对应年代的研究热点。不同的颜色多边形表示其范围内的研究和关键词所属的平均年份。 砷作为一把双刃剑，其应用和对健康的危害这两个主题贯穿了人类的历史。这表明不论何时何地，对于砷及未来新的发明和事物的应用都应该持着谨慎的态度，从而最大程度上利用其益处的同时减少甚至规避其潜在的危害，从而保证人类社会发展的同时不会被这把双刃剑伤害，并最大限度地保护我们赖以生存的地球。此外，结合文献计量学分析，我们认为未来的砷的研究方向主要集中在以下几个方面：1）不同的砷的暴露途径对人类健康的影响，尤其是对人类后代健康的影响；2）砷在生物体内，尤其是植物体内的生物传递与生物累积过程，以及如何利用这些过程来减少砷的生物传递和累积(图4)；3）结合现代纳米材料技术，对砷的去除技术进行革新，研发高效的除砷技术；4）推动三氧化二砷对其他血液类疾病的疗效研究，进一步挖掘其在医学领域应用潜力。图4. 砷在水稻植株体吸收富集的研究进展与未来研究趋势。李成俊，广州大学大湾区环境研究院特聘副教授，澳大利亚墨尔本大学博士。“广东省博士后人才引进计划”引进人才，主持澳大利亚Australian Research Council Discovery Project下属子项目和国家自然科学基金青年基金项目。参与了Australian Research Council Discovery Project、国家科技支撑项目、国家自然科学基金重点项目和面上项目等国家级项目。近两年发表SCI论文15余篇，其中第一/通讯作者9篇。目前主要研究方向为纳米材料在植物体内的应用、纳米材料和其他重要污染物（如砷）在植物体内的富集及其潜在危害（食品安全）。
张伟，博士，副教授，硕士生导师，广州大学大湾区环境研究院副院长，广东省环境诱变剂学会理事；Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology编委；长江大学兼职硕士研究生导师；广州科普名师；作为中国生态学会和生态毒理学会会员；国家自然科学基金委、广东省科技计划项目和广州市科协项目评审专家；青年地学论坛联合专刊委员会委员。主要研究方向为环境污染物（砷、铅和镉等）的生态毒理学。
钟寰，博士，教授，南京大学博士生导师，加拿大Trent大学环境与生命科学学部（ENLS）兼职教授，公益性学术组织“科萤书院”副院长，国际环保机构International Institute for Environmental Studies (IIES)副理事长, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology期刊副主编，Archives of Environmental Contamination and Toxicology期刊副主编，《农业资源与环境学报》期刊编委。主要从事汞的环境过程与健康风险研究。入选教育部高水平人才计划青年学者、首批江苏省“优青”、“六大人才高峰”、“青蓝工程”人才；荣获中国化学会首届“青年环境化学奖”。缪爱军，博士，教授，南京大学博士生导师。南京大学环境学院“湖泊生态与毒理学”团队负责人。主持及参与国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、科技部水专项课题“低污染水生态净化技术集成研究与工程示范”以及国家青年自然科学基金等多个国家和省部级项目。主要研究方向为环境污染物（如重金属与纳米颗粒）与生物之间的相互作用、环境污染物在水体中的迁移转化以及沿食物链的传递、水生态系统中的营养盐限制以及富营养化问题以及营养盐的生物地球化学循环。原文传递
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