【战略前沿】美国环境保护署科学实用研究计划(STAR)综述(摘编)
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2017-09-27

作者单位:

美国环境保护署科学实用计划评审委员会

地球与生命研究部环境研究与毒理学委员会

美国国家科学工程医学研究院

 

出版单位:

美国学术出版社

华盛顿特区

www.nap.edu

 

出版时间:2017

 

摘要

环境研究推动了具有里程碑意义的进展,从而保护了人类和生态系统的健康。认识到环境研究积累的知识以及学术界和非营利性机构的聪明才智的价值,美国环境保护署(EPA)于1995年创建了一项“科学实用计划(STAR,Science to Achieve Results)”。STAR是EPA的主要竞争性对外资助计划。本报告展示通过STAR,EPA创立了一种促进协作和知识共享的工具与机制,并已产生了支撑干预的研究,能够降低法规成本、保护公共健康、拯救生命。

STAR由EPA国家环境研究中心管理,通过与EPA各实验室、办公室以及中心等的规划和协调,整合到研究与开发办公室(ORD)的总体研究计划中。STAR研究支撑包括3种主要类型:资助给个体调查人员;资助更大的通常是几个研究机构组成团体的多学科中心;还有最近停止的资助硕士和博士研究生的奖学金计划。

2003年,美国国家研究理事会的一个委员会对STAR进行评审后,强烈支持将其列为EPA研究计划的组成部分。该委员会认为,STAR为EPA提供了获取机构以外以及独立的信息、分析及观点。然而,那时STAR计划成立时间太短,无法完全评估其影响。

自从那次评审以来,STAR计划发生了一些变化。例如,经费产生了波动,于2001年和2002年达到约1.38亿美元(2016美元)的峰值,占ORD预算总额的18%;经费中位数为2007年的7500万美元(2016美元),占ORD预算总额的12%;2016年经费数额最少,为3900万美元,占ORD预算总额的8%。2016财年,STAR取消了奖学金计划,以便将研究生奖学金集中于国家科学基金会(NSF)。

委员会评审

EPA 请求美国国家科学工程医学院,对STAR计划开展一次独立评估。为响应这一请求而设立的委员会,负责评估该项目的科学价值、公共利益以及在其他有关研究方面的全面贡献,并提出了改进建议。

委员会还被要求考虑先前国家研究理事会关于STAR计划(2003年)的评审结论与建议,根据国家环境挑战评估STAR计划的研究重点,以及近期STAR经费趋势对获取保护公共健康与环境[1]所需科学信息的影响。

 

S-1 委员会评估途径

 

l   为评估STAR程序是否资助了高科学价值的研究,委员会将STAR的运行程序与其他机构外一些资助类似领域的研究计划的运行程序进行比较,同时,委员会阅读了2003~2015年STAR发布的所有招标文件(见第二章)。

 

l   为评估该计划的公益作用,委员会创建了一个逻辑模型,然后依模型全方位评估该计划(见第3章)。

 

l   为根据国家的环境挑战来评估STAR的研究重点,委员会考虑了STAR研究是否支持那些应对挑战的重要的科学领域。委员会还考虑了STAR如何解决国家不断变化的环境优先事项(见第4章)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

科学优点

委员会将STAR的优先事项设置、项目征集、资助拨款及经费管理等程序,与加州空气资源委员会、健康影响研究所、国家海洋与大气管理局下属的国家海洋沿岸科学中心、美国农业部国家粮食与农业研究所、NSF地球科学部,以及国家环境卫生科学研究所(NIEHS)市外研究与培训分部(第二章)等研究计划的相应程序进行比较。

 

委员会未发现STAR的程序有重大缺陷。STAR的优先事项设置程序被整合在4个ORD国家计划中;这使得STAR能够灵活地依据国家不断变化的研究重点,避免在EPA内部重复研究。在这次比较中,STAR是唯一既不资助公众提交的研究主题思想,也不资助未经计划书招标过程的研究计划;这一特性可能会限制该计划的创造性和值得考虑的优点。

在审查了RFAs(招标文件)之后,委员会注意到,STAR计划的RFAs通常质量很好,并涉及到多种方面。STAR有很强的同行评审程序,而且它是一个非常有竞争力的计划,在2003-2014年间,其申请拨款率的中值为16%。在同行评审之后,EPA职员审查拨款申请与RFA目标的相关性;目前还不清楚项目研究人员是否收到有关他们申请相关审查的评论。

发现1EPA有高质量的优先级设置程序,使STAR能够整合到EPA研究计划中。

Ø  建议1EPA应继续使用其战略规划程序,并为STAR研究设定优先级程序。然而,EPA应考虑开发一种机制,允许公众参与STAR研究议程或提交未经招标的项目计划书。

 

发现2STAR用于发展项目招标公告与经费拨款的程序,确保了STAR赞助具有高科学优点的研究项目。

Ø  建议2STAR应保持其程序的当前状态。但是,它应为那些因缺乏相关性而未能获得资助的申请者提供评审建议,这有助于提高他们准备未来项目计划书的能力。

 

公益作用

STAR计划十分富有成效。2003~2015年期间,STAR授予并资助了541位个人调查者、53个中心研究项目,以及800名奖学金获得者(第1章)。2002年10月~2017年4月期间,STAR共发表了5760篇期刊论文(第3章)。委员会发现,STAR资助的研究项目成果被许多不同种类的组织使用,例如,被用于联邦、州和地方政府文件中;被用于国际指南中;用于学术或非营利性组织的其他文件中,如国家研究委员会报告和美国公共卫生协会指南等。2012年,至少有105份由STAR资助的论文,被这些类型的文件引用。委员会发现,这些产出和成果产生了丰厚的公益作用(第3章)。有些案例是关于环境-科学劳动力开发、人力资源和通过国家层面建设的研究设施的发展,潜在降低了遵守环境条例成本,为保护公共卫生和环境所需决策提供的科学依据,以及为改善环境管理方法的研究等。

支持公共健康决策

STAR研究支持了众多公共健康决策。STAR计划实施了多项重大举措,解决空气污染对人类健康的影响,如颗粒物中心、清洁空气研究中心,以及空气气候与能源中心等。这些研究中心的研究表明,空气污染的增加会导致人类预期寿命的减少;其中包括2006年发布的《哈佛六城市研究》的追踪研究,和2009年发表的一项关于51个美国城市PM2.5暴露与死亡率的大型生态研究。这些发现支持了早期研究,促使国家发展更为科学合理的PM2.5国家环境空气质量标准(NAAQS),这些做法可能在全国范围内挽救生命并降低医疗成本。

另一个有效倡议是儿童环境健康与疾病预防研究中心,这些中心得到STAR的中心项目资助。这些拨款是与国家环境卫生科学研究所(NIEHS)合作资助的,目的是评估环境暴露对儿童健康和发展的影响。2016年,一项由STAR部分资助的研究项目发现,婴儿通过大米粉可能会接触到砷污染,这使得美国食品与药品管理局提出了保护婴儿健康的相关规定。另一个例子是华盛顿大学儿童中心的发现,农场工人的孩子们增加了接触杀虫剂成分甲基谷硫磷――一种神经毒素的风险;这一发现使EPA决定停止使用甲基谷硫磷。

STAR研究改善环境管理的案例包括基于市场的激励降低排放的实验,评估潜在减少污染治理成本的研究,以及土地所有者和售卖者争相获得由监管机构用于补贴污染治理而分配部分固定预算的拍卖。

降低守法成本的潜力

STAR研究已经在遵守环保法规方面带来了潜在的成本下降。这一成本削减将有利于需要遵守环境法规的工业、州和地方。一个可能有利于工业的STAR研究案例,是开发一种基于组织的方法来评估化学暴露环境对甲状腺的影响。与基于动物的途径相比,这种方法可以大大降低化学测试成本。STAR研究还扩展了气候和空气污染模型的能力,这将会降低遵守NAAQSs(国家环境空气质量标准)的成本。另一项由STAR资助的研究项目发现了一种成本效益好的方法,去除饮用水中的硝酸盐。

劳动力开发

2003~2015年期间,STAR为800名研究生提供了奖学金。许多在得到STAR奖学金资助的研究生继续从事环境与环境健康科学事业相关工作。在向EPA报告自己职业生涯轨迹的前STAR奖学金获得者中,有34%是博士后,有21%从事教师职业,16%开展研究工作,12%在联邦政府供职,5%在咨询公司工作,4%在州、地方或部落政府工作,4%在私企工作,还有3%在非营利组织供事。委员会还发现,有证据表明,STAR前奖学金获得者产出了高质量科学成果,比如,在谷歌学术中搜索STAR高被引论文发现,约有四分之一的人至少部分获得STAR奖学金支持。

基础设施建设

2014财年,除两个州(佛蒙特州和南达科塔州)以外,STAR计划在全国其他州都有受资助者和奖学金资助的研究人员(图S-1)。与EPA合作的机构遍布全美国,导致建立起在人类健康和环境科学领域进行研究工作的科学家和工程师社区,如果没有STAR拨款资助,这些社区可能不会存在。此外,研究资助还有助于改善受资助机构的数据获取与分析设施。

追踪STAR研究的公益效果

追踪研究的公益效果十分困难,所有的研究计划都在努力追踪产生的公共利益影响,并将其归功于单个的研究项目。其中一个让STAR难以进行追踪的问题是,EPA资助的项目成果网站没有更新。许多完成时间很久的拨款项目或至少运行多年的项目,其年度报告或终期报告在网站上都无法获取(见第2章)。

 

图S-1:2014财年,STAR资助项目、中心以及奖学金数量的地理分布图。黄色表示有1-5项,绿色表示有6-10项,紫色表示11-15项,蓝色表示有16-20项,2014年在一个州有20多项有效拨款的用红色表示。2014财年,STAR共资助506名活跃的个体研究者、研究中心以及奖学金获得者。

小结

STAR已经努力将研究转化给更广泛的受众,并在给定的RFA(招标文件)主题上整合各方面信息,通过让不同受资助机构的调查研究人员在完成小结报告过程中开展合作,但这些努力与初衷相悖(见第3章)。如果受资助者能够一致性地完成整合报告,并举办更多的公共网络研讨会来讨论研究问题的话,那将极大加强科学的整体效益。

委员会承认,其他许多研究计划也在努力应对这些挑战(见第三章)。如果有更健全的电子数据库,就可以很容易地搜索到受资助方、奖学金获得者以及公共效益之间的联系,就能改进目前的评估水平。联邦政府在从报告、学术文献、行政记录等方面对现有数据进行挖掘的能力有所进展,这将更有效地确定中间结果,以便将联邦资助的项目与长期影响联系起来,以及追踪获得奖学金和研究资助的研究生们的职业成果。例如,美国国立卫生研究院(NIH)已经建立了高影响追踪系统。该系统将项目的进度报告和项目官员的有关项目的注释信息录入到一个可搜索系统,并允许对产出结果和影响进行结构化标记。另一个NIH的例子是RePARS,它允许在任何列表中自动检索NIH资助出版物的来源,比如国家科学院报告的参考文献。最近,这些工作被国家毒理学计划用来评估加州六价铬对水质标准的影响。通过与其他联系研究与公共利益影响的组织开展合作,EPA可以在这方面取得长足的进展。

EPA将从与其他联邦机构的合作中获益,这些联邦机构在将这些研究公益效果向公众传播的方式方面不断努力推进。NIH发现,科学研究与人类健康利益之间的联系,用故事或案例方式描述的效果最好,这些故事或案例能与研究群体以外的人产生共鸣。EPA应考虑在其网站和博客上更突出地报道这类故事。STAR还应考虑,要求被资助者在其结题报告中甚至是研究项目结束5-10年后,报告其获得资助的潜在影响以及公益效果。

奖学金项目

如前文所述,STAR奖学金项目支持那些继续在环境与环境健康科学领域为职的学生。STAR奖学金项目的独特之处在于它既涵盖环境又包括环境健康研究。另外两个支持博士研究生的机构在这方面仍是空白:NSF培训项目不包括环境健康影响,而NIH培训项目则面向整个健康科学。此外,非常明显,采取把研究生奖学金集中到NSF的举措,已经造成对环境研究感兴趣的学生的支持大幅减少。2015年,在环境科学和生态研究领域有168名NSF奖学金研究生和51名STAR奖学金研究生。2017年,STAR奖学金项目被取消后,在环境科学和生态研究领域有176名NSF奖学金研究生;因此,在环境和环境健康科学领域,奖学金确实较少。在环境领域,对联邦支持的奖学金项目的需求至关重要,因为,美国预计在科学与工程政策领域有相当大的人力资源需求。

发现3STAR计划已经产生了很多公益的影响。然而,并没有持续地追踪与整合这些公益效果。

Ø  建议3STAR计划应与其他联邦机构合作,努力改善其研究对公益效果的传播。此外,EPA应更新受资助项目的成果网站。

 

发现4STAR奖学金项目对培养从事环境事业的下一代科学家至关重要。

Ø  建议4:鉴于对环境研究与管理方面科学家不断增长的需求,EPA应恢复STAR奖学金项目。

 

解决EPA的优先科学问题

STAR计划是否对有助于改善人类的健康与环境的科学领域做出贡献?为了回答这个问题,委员会首先考虑需要哪些科学学科与研究领域产生知识和技能来保护人类的健康与环境。然后,考虑STAR如何充分从事这些不同的学科,从基础科学——如地球科学、大气科学、生命科学、生态学和毒理学——到应用领域,如环境工程、可持续能源、人类暴露和健康影响,以及人类行为研究等。委员会根据有助于改善人类健康与环境的知识领域,对2002~2015年STAR发布的招标文件(RFAs)以及在谷歌学术搜索被引用超过100次的STAR研究论文进行了分类。

通过评估,委员会发现,STAR几乎对每一个有助于提高环境知识与能力领域的工作都提供了支持。最常见支持的领域是大气科学、气候科学、生态学、环境经济学、环境工程、人类暴露和健康影响、风险分析、系统建模与决策支持,以及创新的风险管理等。许多其他的联邦研究计划也支持这些领域的科学研究。STAR与其他计划的区别不在于它所支持的特定研究主题,而在于它的RFAs(招标文件)涵盖了对EPA使命相当重要并填补了保护人类健康与环境知识差距的主题。EPA如何利用STAR来填补知识差距或在战略上应对新挑战的例子数不胜数(第4章)。委员会发现,STAR经常被要求解决有关新技术对人类健康与环境问题的影响问题,弥补与环境灾难有关的知识缺口,以及评估相关资源保护技术的潜在后果。最近的一些案例是发布的几个RFAs(招标文件),它涵盖了工程纳米颗粒对健康的影响;“深水地平线(Deepwater Horizon)”溢油事故对环境的影响及治理;以及水再使用及保护措施对人类与生态的影响(第四章和附录C)。

近年来,EPA利用STAR从战略上弥补知识缺口的能力已经减弱;STAR已经没有能力发布那么多的RFAs。2003年,STAR发布了资助12位个人调查的RFAs以及资助一个中心的RFA。2013年和2014年,STAR发布了资助5位个人调查的RFAs以及资助2个中心的RFAs。2015年,STAR只发布了一项对个人调查资助的RFA。这一变化限制了STAR计划资助的主题数量。

发现5STAR在国家整体环境研究投资组合中发挥着独特的作用。

Ø  建议5:委员会建议EPA继续使用STAR来应对国家不断出现的各种环境挑战。

结论

环境研究带来了技术进步,极大改进了人类健康与环境。然而,很多艰巨顽固的环境挑战依然存在,而且,对人类健康与环境产生未知影响的综合挑战正在突显。比如,能源需求的增加导致发展了石油和天然气开采的先进途径,这些方法对环境造成的影响还未可知。日益增长的城市化导致土地利用模式发生改变,这可能会对空气质量、土地、水以及人类健康产生不良影响。农业和粮食生产随着技术进步而发生改变。环境研究提供了应对这些挑战所需的关键知识。委员会发现,STAR已成为EPA努力解决不断发展的环境研究优先事项的一部分,这些所付出的辛勤工作已经使公众受益。委员会建议EPA继续使用STAR计划来开展国家不断发展的环境领域优先研究事项。

 

原文题目:A Review of the Environmental Protection Agency's Science to Achieve Results Research Program

资料来源:http://www.nap.edu/24757

 

(黄铭瑞、王化编译,殷永元审核)

 


[1] 根据2017年3月16日提交国会审议的总统预算蓝图,“ORD将优先考虑支持与核心环境法定要求相关的决策制定,而不是像给STAR提供经费那样资助机构外的活动。”