头条新闻----中国科学院生态环境研究中心

环境化学与生态毒理学国家重点实验室江桂斌院士团队陆达伟等在PM同位素大数据的溯源应用方面取得新进展，相关研究成果以“Blockchain-based isotopic big data-driven tracing of global PM sources and interventions”为题，发表于Nature Communications（DOI:10.1038/s41467-025-59220-4）。大气颗粒物（PM）污染是影响全球气候变化与公共健康的重大环境问题。准确识别PM的排放源及评估干预措施的有效性，是实现高水平大气环境保护的关键。然而，由于“干预→源→PM”之间存在复杂的非线性关系，仅依赖PM及其组分浓度来判断来源与干预效果，面临严峻挑战。为突破这一瓶颈，研究团队提出了一种基于PM同位素大数据的直接示踪策略。通过对全球1890起大气污染事件中采集的高维PM同位素数据进行综合分析，发现同位素指纹在全球跨时空大气污染溯源方面具有独立指示的优势。进一步，研究团队构建了不同PM组分的源同位素地图，并结合蒙特卡罗算法，解析了各区域PM组分的来源结构。进一步分析近20年的同位素大数据，揭示了PM不同组分的来源演变规律，识别出典型污染组分干预措施的实际效果。研究发现，PM组分的源排放与干预响应之间普遍存在不同步现象。据此，团队提出构建以同位素指纹为导向的干预动态调整系统，并探讨了未来在“双碳”背景下PM污染可能的发展趋势。本研究突破了传统PM同位素溯源方法受限于“单组分、单点位”分析，难以解释远距离传输和多组分复合污染的局限性。通过将环境同位素分析与先进数字技术深度融合，研究团队构建了一套适用于长时间尺度、大空间范围的多组分PM整体溯源的数据驱动方法体系，并成功实现了干预措施的化学指纹示踪。为确保PM来源识别与干预评估的准确性与可追溯性，团队基于区块链的同位素数据加密与存证技术，对全球范围内的PM及其潜在来源的同位素指纹信息进行加密管理。这一举措不仅提升了数据安全性，也为未来推动PM同位素领域的国际合作与数据共享奠定了可靠基础。图. 数据驱动的PM同位素溯源平台本研究由中国科学院生态环境研究中心牵头，联合山东大学、云南大学、德国马普化学研究所、南京大学、美国普渡大学、青岛大学、江汉大学等多家单位共同完成。论文第一作者为中国科学院大学中丹学院2021级博士生黄俞铭，通讯作者为中国科学院生态环境研究中心陆达伟研究员、山东大学宗政研究员和云南大学张静唯副教授。本研究工作得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划和中国科学院相关项目的资助。论文链接： https://www.nature.com/articles/s41467-025-59220-4环境化学与生态毒理学国家重点实验室2025年4月29日

2025-04-29

喜报：曲久辉院士被授予"全国先进工作者"荣誉称号

4月28日，庆祝中华全国总工会成立100周年暨全国劳动模范和先进工作者表彰大会在北京人民大会堂隆重举行，1670名全国劳动模范和756名全国先进工作者受到表彰。生态环境中心曲久辉院士被授予“全国先进工作者”称号。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席大会并发表重要讲话。习近平总书记强调，劳动模范和先进工作者是人民的楷模、国家的栋梁，全社会要学习他们的事迹、弘扬他们的精神。劳动模范和先进工作者要珍惜荣誉、保持本色，继续努力、再立新功。曲久辉院士长期从事饮用水安全保障研究及应用，带领团队突破受污染水源生态修复、水质深度净化、供水安全输配等关键技术，创建城乡全覆盖的饮用水安全保障技术与应用体系，支撑我国提前实现联合国可持续发展目标6.1，获国家科技进步一等奖、诺贝尔可持续发展基金会可持续发展杰出水研究奖。全国劳动模范和先进工作者每五年评选一次，是党中央、国务院授予在社会主义建设中做出重大贡献者的荣誉称号，旨在弘扬劳模精神，弘扬劳动精神，弘扬中国工人阶级和广大劳动群众的伟大品格。今年是党的二十大提出新时代新征程党的中心任务后，首次开展全国性劳模表彰。科技开发处人事处2025年4月29日

2025-04-29

低温介导锰基纳米制剂组装及其肿瘤成像与治疗

2025年4月，环境化学与生态毒理学国家重点实验室彭汉勇课题组在核酸纳米合成技术及其诊疗应用方向取得新进展，研究成果以“Spherical Nucleic Acids-Directed Cryosynthesis of Manganese Nanoagents for Tumor Imaging and Therapy”为题发表在Angewandte Chemie International Edition期刊上。DNA酶（DNAzyme）作为一类具有催化功能的核酸分子，可通过特异性识别并切割肿瘤相关mRNA分子，在肿瘤的分子诊断与靶向治疗领域展现出革命性应用前景。然而其生物医学转化面临双重挑战：一方面，细胞内源性金属辅因子（如Mn2+）浓度难以满足DNAzyme激活的催化需求；另一方面，外源性补充的游离Mn2+因血液半衰期短及非特异性分布，导致其在病灶部位的有效富集度与治疗效能显著受限。针对上述瓶颈问题，研究者开发了基于二氧化锰（MnO2）或磷酸钙（Mn/Ca-PO4）的锰基纳米递送系统，通过肿瘤微环境响应机制（如谷胱甘肽介导的还原反应）实现可控释放活性Mn2+，同时延长其体内循环时间。但现行合成策略存在显著缺陷：材料制备过程中的掺杂工艺及高价态锰（Mn4+）的还原依赖性，导致Mn2+负载容量受限，且存在生物降解动力学迟缓、活性组分释放效率低下等问题。因此，开发简便可控的合成与释放策略，并构建新型高效多功能锰基纳米载体体系，成为当前实现DNAzyme精准诊疗效能最大化的亟待突破的关键问题。图多功能DNA模板化碳酸锰纳米颗粒（DtMnP）的制备与诊疗应用环境化学与生态毒理学国家重点实验室彭汉勇团队开发了一种温度调控的合成策略，用于制备多功能DNA模板化碳酸锰纳米颗粒（DtMnP）。该制备过程包含三个阶段：（1）以球形核酸（DNAzyme功能化的金纳米颗粒）为支架，通过磷酸配位实现Mn2+可控沉积，引发碳酸锰的异相成核；（2）通过调节温度来改变碳酸锰的溶解常数（Ksp），在液氮条件下快速冷冻促使纳米颗粒沿DNA模板生长；（3）冷冻干燥使纳米颗粒稳定，便于长期稳定保存，避免了传统纳米颗粒溶液常见的聚集问题。DtMnP具有pH响应性释放的特点，在肿瘤微酸环境条件（pH 5.5）下，60分钟内可释放出90%的Mn2+。释放的Mn2+具有双重功能：（1）触发磁共振成像（MRI）的信号放大，实现MCF-7肿瘤的成像，并具有良好的生物安全性；（2）通过DNAzyme介导的EGR-1基因沉默（使mRNA下调60%），并结合Mn2+催化的芬顿反应产生具有细胞毒性的羟基自由基实现化学动力治疗（使MCF-7细胞凋亡率达到45%），从而发挥协同治疗的功效。该温度调控型核酸导向合成策略创新性地建立了一种普适性平台技术，不仅实现了多功能纳米颗粒的可控构筑，更通过核酸序列的模块化与功能化设计构建了灵活可编程的载体系统，显著提升了诊疗功能元件的按需组装能力。这种兼具肿瘤微环境响应特性和结构稳定性的纳米体系，为发展"诊-疗"联动的一体化纳米制剂提供了创新性技术路径。该论文的第一作者为助理研究员谢文菁、硕士研究生郝强军和硕士研究生叶子，通讯作者为中国科学院生态环境研究中心彭汉勇研究员。该工作得到了国家重点研发计划、中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项(B类) 、国家自然科学基金委面上项目、青年基金等项目的支持。Spherical Nucleic Acids-Directed Cryosynthesis of Manganese Nanoagents for Tumor Imaging and TherapyWenjing Xie+, Qiangjun Hao+, Zi Ye+, Rui Sha, Bei Wen, Hailin Wang, Hongquan Zhang, Guohua Jia, X. Chris Le, Guibin Jiang, and Hanyong Peng*Angew.Chem. Int. Ed. 2025, e202503004论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202503004环境化学与环境毒理重点实验室2025年4月17日

2025-04-17

杨敏应邀出席香港国际水务领袖高峰论坛

应香港特别行政区政府水务署邀请，4月1日，环境科技海外合作中心主任杨敏研究员出席“国际水务领袖高峰论坛”，以“清洁饮用水：中国的成就及国际贡献”为题作大会发言，并作为特邀嘉宾主持“共建‘一带一路’水安全”专题研讨，围绕联合国2030年可持续发展目标（SDG6）中清洁饮用水的具体要求，与来自尼泊尔、斯里兰卡和越南等国家的政府部门及科研机构代表展开深度对话，明晰“一带一路”沿线国家在饮用水安全保障体系建设中的差异化需求，探讨中国在帮助其他国家实现饮用水安全保障目标方面的技术路径。本届论坛正值东江水供港60周年，汇聚了来自世界各地的水务领域专家学者、政府官员、业界代表等400余人，聚焦“智慧水务·高质量发展”主题，以创新思维共商可持续发展供水大计。香港特区行政长官李家超出席论坛。杨敏研究员发表大会主旨报告杨敏研究员主持“共建‘一带一路’水安全”专题研讨新华网：国际水务领袖高峰论坛在港举行环境科技海外合作中心国际合作处2025年4月3日

2025-04-03

刘睿课题组在Pd表面活性H行为研究取得重要进展

中国科学院生态环境研究中心刘睿课题组在活性H的生成和表面迁移行为原位追踪方面取得重要研究进展，该研究成果以“Reactive Hydrogen Species Behaviors on Pd/TiN: In situ SERS Guided Regulation for Chemoselective Hydrogenation”为题，在线发表于Angew Chem Int Edit期刊上，并被选为热点文章（Hot paper）。作为催化加氢还原反应的关键步骤，活性H生成与迁移过程不仅直接影响贵金属催化剂的利用效率，更是调控产物选择性的基础。H2的解离和表面迁移过程非常复杂，不仅存在均列和异裂两个不同的解离方式, 生成的H物种还可以跨界面传输，迁移到载体表面，即所谓H-溢流过程。作为最小的, 且高度活泼的分析物，活性H物种分析和追踪颇具挑战性。为解决这一难题，刘睿课题组提出一种基于化学键示踪的策略，用于追踪活性氢的动态行为：H₂在Pd表面解离后形成Pd-H键，当活性H迁移至载体表面时则会形成对应的化学键（如在氮化物表面形成具有特征振动光谱的N-H键）。通过监测νPd-H振动峰可追踪H₂的解离过程，而νN-H振动峰则能指示活性H向TiN载体的迁移路径，从而实现通过N-H键对活性氢的示踪。结合原位光谱实验和理论计算，研究发现Pdₙ团簇位点在H2/D2解离、H/D向TiN转移以及H/D*在TiN表面迁移这三个关键过程中均展现出最低的能垒,可能是较为理想的催化加氢位点。图. 利用νN-D/νPd-D比值定量Pd1与Pdn位点相对丰度。基于上述结果，研究发展了以D2分子为探针，利用νN-D/νPd-D比值作为结构判据的原位SERS解析Pd位点结构新方法。通过该方法系统分析了不同合成方法制备的Pd/TiN催化剂，筛选了合成富集单原子（Pd1）和团簇（Pdₙ）的催化剂的方法。催化研究表明，Pd1/TiN催化剂通过异裂解离H₂和选择性还原硝基，在卤代硝基苯加氢反应中展现出卓越性能，可实现99.5%的卤代苯胺选择性。而Pd1/TiN催化剂在苯酚加氢反应中表现出独特的双功能特性：Pd团簇高效解离H₂产生活性氢物种（H-溢流效应），TiN作为反应中心催化苯酚加氢，二者协同作用实现了室温常压下的超高效率（>99.9%环己酮选择性，TOF>30min-1）。这一研究不仅揭示了Pd位点结构对活性H行为影响的机制，建立了Pd活性位点的光谱表征新方法，更为深入研究催化过程中的“合成—结构—活性”关系提供了参考。中国科学院生态环境研究中心博士研究生张小玲为论文第一作者，刘睿研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金以及中科院青促会优秀会员的支持。环境化学与环境毒理重点实验室2025年4月1日

2025-04-01

刘睿课题组高精度温度场分布测量及表界面反应机制研究取得进展

2025年3月，刘睿课题组发展了基于表面增强拉曼光谱（SERS）的表—界面亚微米尺度温度场分布测量方法，该方法为深入研究反应发生在表面还是界面这个有趣的问题提供了新的思路。相关研究以“Surface-Enhanced Raman Spectroscopy-Based Spatial Temperature Profiling in Space-Confined Hollow Carbon Nanospheres for a Reaction Mechanism Study”为题，发表于Analytical Chemistry期刊。温度是最基本的物理化学参数之一，通过温度调控反应速率也是化学工程、能源转换及环境治理等领域常用的策略。近年来研究还发现，通过近场光热效应可以显著提升局部温度，精准加快限域空间内的化学反应速率。然而，传统测温技术普遍存在空间分辨率和灵敏度不足的问题，难于满足亚微米的限域空间温度场的高灵敏分析。本研究结合金纳米颗粒的亚微米级空间定位特性与对温度敏感的苯异腈分子，成功构建了亚微米分辨率的表——界面空间温度测量方法。基于构建纳米传感器系统，深入解析了中空碳纳米球（HCNS）在光热转换过程中内部、外表界和体相溶液的温度梯度分布。利用发展的方法，研究证实了太阳辐照条件下HCNS纳米腔内部存在显著温升现象，并揭示出纳米腔与表面间的显著温差。结合温度场空间分布特征，以及反应动力学与温度间的关系，研究明确单原子铁活化过一硫酸盐氧化苯酚反应发生在催化剂-溶液的界面，而不是催化剂表面。该工作不仅为SERS纳米温度传感器设计提供了新思路，更通过反应位点空间定位为机理研究开辟了新维度。该工作获得中国科学院战略性先导专项B、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会的资助。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c06321

2025-03-31

中心荣获中国科学院2024年度国际科技合作工作先进单位

近日，全院对2024年度国际科技合作工作进行了评估，中心以综合排名前10%荣获“中国科学院2024年度国际科技合作工作先进单位”称号，通报表彰中心在人员科技交流、项目组织实施、国合治理能力提升等方面的举措与成绩。中心将持续深入贯彻落实院党组关于加强国际科技合作的任务部署，不断深化与世界一流机构的务实合作，利用多边机制进一步参与全球生态环境科技治理，扎实推进环境科技海外合作基地建设，以更高水平国际合作，支撑抢占生态环境科技制高点，服务国家及全球可持续发展。国际合作处2025年3月28日

2025-03-28

栾富波课题组在地下水中砷铀同步去除方面取得进展

中国科学院生态环境研究中心栾富波课题组在地下水中砷铀同步去除方面取得进展，提出了TiO2–U(VI)–As(V)三元表面络合新机制，成功实现了地下水中砷和铀的高效同步去除。相关研究成果“Ternary surface complexation promotes simultaneous removal of arsenic and uranium by TiO2”为题发表于PNAS（2025,122 (12) e2501354122）。由于地球化学作用，原生含砷和铀地下水分布广泛，对饮用水安全构成了潜在威胁。传统处理方法通常可单独去除砷或铀，但在两者共存情况下，这些方法往往去除效果不佳。研究发现，{001}-TiO2能够高效同步去除地下水中砷和铀。铀的存在显著增强了砷的吸附效率（3.4倍），极大地增强了砷和铀的协同去除效果。原位ATR-FTIR光谱结果表明，三元表面络合物（TiO2–U(Ⅵ)-As(V)）的形成是砷和铀协同去除的关键机制。具体而言，As(V)能够有效取代{001}-TiO2表面吸附U(Ⅵ)-CO32−络合物中的CO32−配体，并促成该三元络合物的生成。密度泛函理论（DFT）计算进一步证明了三元络合物形成过程的热力学可行性。此外，使用后的TiO₂材料可简单再生，经过重复使用后仍能保持优异的吸附容量和动力学性能。上述研究不仅揭示了砷和铀在矿物界面上的复杂作用机制，更为解决地下水中砷和铀同步去除难题提供了解决方案。TiO2–U(Ⅵ)-As(V)三元络合物形成机理中国科学院生态环境研究中心博士研究生林雷鸣和博士研究生李正为论文共同第一作者，生态环境研究中心栾富波研究员和孟颖助理研究员为共同通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2501354122环境水质学国家重点实验室2025年3月27日

2025-03-27

中国建设科技集团到访中心

3月25日上午，中国建设科技集团股份有限公司党委书记、董事长孙英到中心调研交流并洽谈合作，党委委员、副总裁刘志鸿，下属中国城市建设研究院有限公司党委书记、董事长王学东等随行人员陪同调研并参加座谈。中心主任朱永官、副主任胡承志出席会议，王亚韡研究员、周伟奇研究员、刘振刚研究员、董慧峪研究员、张江浩副研究员等科研人员代表和相关职能部门负责人参加了此次交流，会议由胡承志主持。会前，孙英一行参观了中心实验室。胡承志代表中心对孙英一行的到来表示热烈欢迎，并介绍了中心基本情况。孙英感谢中心多年来对中国建设科技集团的支持，并介绍了目前集团各项业务的基本情况。双方就过往合作、城市建筑设计行业现状、待解决科学问题、项目联合申报、科技成果转化等方面开展深入的交流讨论。参观实验室孙英表示，此次来访进一步了解了中心在污染物治理、水质安全保障、空气净化、生态修复、绿色健康发展等方面的工作，加强了中国建科集团与生态环境中心的关系。希望以此为起点，开展互访互助、携手合作，拓展合作模式，积极开展项目合作、联合申报、标准制定、成果转化等方面的对接，推动合作双赢。朱永官对孙英的观点完全赞同，并进一步指出，中心与中国建设科技集团各有特色，优势互补，有很多的合作点，希望双方能够以本次交流为契机，围绕中国快速城镇化过程中的环境安全、生命健康，聚焦绿色建筑、健康宜居，探索创新驱动发展的合作机制，推动资源共享，合作共赢，实现科技赋能城市人居环境的可持续发展。中国建设科技集团有限公司是国务院国资委直属的大型骨干科技型中央企业，主营业务范围包括建筑工程、市政工程、规划咨询、生态环境、数字智慧、文化传承六大板块，是一家覆盖城乡建设领域各专业门类、整体实力领先的科技型中央企业。双方合影科技开发处2025年3月26日

2025-03-26

王亚韡课题组在基于界面载流子调控的四溴双酚A光催化降解中H₂O₂持续产生研究中取得进展

2025年3月，王亚韡课题组在基于界面载流子调控的四溴双酚A光催化降解中H2O2持续产生研究中取得进展，相关研究以“Unexpected Persistent Production of H2O2 during Tetrabromobisphenol A Photocatalytic Degradation Based on Interface Carrier Regulation”为题，发表于Applied Catalysis B: Environment and Energy期刊。光催化技术在H2O2生成和有机污染物降解方面展现出巨大的潜力。在传统的光催化产H2O2过程中，ORR技术被视为一种具有潜力的策略，即通过光催化剂上的光生e-将水中的溶解氧还原并转化为H2O2。在这一过程中，通常会添加牺牲性质子供体（如乙醇和异丙醇等）以促进H2O2的生成。这些质子供体通常会消耗光生h+，从而使更多的光生e-参与ORR过程生成H2O2。然而，额外添加质子供体不仅增加了成本，还由于光生h+和ROS的氧化能力未被充分利用，导致光催化系统的能量转换效率较低。因此，额外的能量输入和较低的能量转换效率限制了其实际应用。假设典型有机污染物在加入光催化系统后，能够与光生h+高效反应并作为质子供体发挥作用，那么H2O2将在这一过程中协同生成。同时，污染物也能被氧化和降解，从而实现污染物去除与H2O2生成的双重目的。然而，H2O2作为一种常见的ROS，在光催化过程中很容易分解为·OH和O2·-，然后参与有机污染物的降解。因此，耦合不同的光催化领域以构建一个既能降解污染物又能生成H2O2的双功能体系仍然是一个挑战。本研究发现在构建S型异质结ZrO2/ZnIn2S4光催化降解四溴双酚A（TBBPA）过程中，H2O2可持续产生和累积，这不同于传统有机污染物光催化降解中依赖于H2O2的高消耗。进一步系统研究了TBBPA溶液中ZrO2/ZnIn2S4界面光生载流子的界面迁移、ROS形成和转化及TBBPA降解协同H2O2生成过程及机制。结果表明，ZrO2/ZnIn2S4催化剂界面In、S和O原子的电子轨道重叠促进了光生载流子在异质结界面的离域和转移，进而提供大量具有高氧化还原电位的光生载流子。TBBPA吸附在催化剂表面后，其与ZrO2/ZnIn2S4之间形成表面电场（SEF），加速了光生空穴（h+）直接攻击TBBPA降解，促进其界面产生更多光生电子（e-）用于ORR反应生成H2O2。其中TBBPA及其降解中间产物的酚羟基β剪切反应是促进H2O2持续生成的关键路径。此双功能光催化体系还可以用于其他酚羟基化合物降解同时伴随H2O2的累积，这为光催化系统在废水资源化利用方面提供了新思路。该论文的第一作者为博士生王思龙，通讯作者为吕继涛副研究员和赵利霞研究员。华东理工大学杨雪晶教授为共同作者。该工作获得国家重点研究发展计划，中国科学院战略重点研究计划和国家自然科学基金的支持。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125274

2025-03-25