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贺泓院士团队发现大气活性溴（Br2）生成新机制
大气活性溴是引发臭氧空洞和汞沉降的关键物种，对大气氧化性也有重要贡献。传统理论认为，海盐气溶胶中Br-的氧化需要强氧化剂（如OH自由基、O3等）的参与才能发生，但这些已知机制不能解释在日间观测到的Br2浓度峰值。近期，贺泓院士团队与北京理工大学张秀辉教授团队、宾夕法尼亚大学Joseph S. Francisco教授团队和Blas Cabrera物理化学研究所Alfonso Saiz-Lopez教授团队合作研究发现，H3O+可以促使O2和Br-在气液界面上自发结合形成[Br--O2-H3O+]复合体，并通过质子电子转移过程自发生成Br自由基和HO2自由基，进而生成分子溴（Br2）和OH自由基。光照和溶液酸度对产生Br2均有显著促进作用，结合动力学测量结果，预估该机制对热带海洋环境Br2的贡献最大可达50%；同时，该过程产生的高活性氧化剂可以将SO2氧化为硫酸盐，而SO2氧化反应产生的H+又可以反过来促进Br-的活化，说明Br-离子活化和SO2氧化具有协同促进作用，呈现正反馈效应。研究以“Spontaneous molecular bromine production in sea salt aerosols”为题目发表在期刊Angewandte Chemie International Edition上（Angew. Chem. Int. Ed., 2024, e202409779）。图1. 大气Br-和O2协同活化并自发产生分子溴的机制图颗粒物界面过程对大气氧化性的增强和二次颗粒物形成的促进作用及其正反馈机制，是“大气霾化学”污染区别于以往典型污染事件的重要特征，也是“大气霾化学”研究的核心内容。传统大气化学理论中，通常以气相氧化剂，特别是自由基的浓度作为衡量大气氧化性的标准。但气相氧化机制无法准确描述我国复合污染条件下二次污染的形成。而大气中高浓度的颗粒物为大气污染的转化提供了反应界面，可以极大降低反应能垒。然而，当前认识的大气界面过程只是冰山一角，很大程度上限制了研究者对大气复合污染形成理论的认识和采取针对性治理的措施。因此，基于“大气霾化学”的概念和理论框架，贺泓院士团队总结了国内外大气界面过程的最新研究进展，提出需要深入揭示界面过程对霾化学污染中大气氧化性的增强作用，才能实现对大气复合污染条件下二次污染形成过程的准确刻画，为PM2.5和O3的协同控制提供理论支撑。研究结果以“Revealing the contribution of interfacial processes to atmospheric oxidizing capacity in haze chemistry” 为题目在期刊Environmental Science & Technology上发表了展望（perspective)文章(Environ. Sci. Technol. 2024, 58, 6071−6076）。图2. 大气界面过程对大气氧化性的促进作用相关研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目（22188102）、科技部重点研发计划项目（2022YFC3701004）和中国科学院青年创新促进会优秀会员项目的资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202409779https://doi.org/10.1021/acs.est.3c08698大气环境与污染控制实验室2024年9月2日
2024-09-02
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葛源研究组揭示人类活动影响的土壤磷循环微生物全球分布格局
中国科学院生态环境研究中心葛源研究组在人类活动影响下的全球磷循环微生物分布模式研究方面取得重要进展，相关成果近期发表于Global Change Biology。磷对所有生命体都至关重要，但在土壤中磷的养分限制普遍存在。大量的磷肥投入可以提高土壤磷含量，但往往造成磷利用率低下、环境污染等一系列负面效应。微生物在土壤磷循环过程中发挥重要作用，其丰度往往决定土壤磷的形态并影响地上植物的磷利用效率。然而，在全球范围内人类活动如何影响土壤磷循环微生物的分布格局？是否存在与人类活动密切相关的磷循环过程指示物种？目前尚不明确。该研究通过系统分析全球土壤宏基因组样品，探究有机磷酸酯水解、无机磷溶解、双组分系统、磷酸转移酶系统、磷转运系统等磷循环过程在全球不同生态系统中的分布（图1），对磷循环微生物的分布“热区”进行可视化分析。进一步通过拟合磷循环微生物丰度与人类活动强度的关系，发现强度较低的人类活动有利于土壤磷循环微生物丰度的增加，而更高强度的人类活动不会进一步增加其丰度。同时也发现Pseudomonas等微生物受人类活动影响较大，可以指示人类活动对土壤磷循环微生物的影响（图2）。王继琛助理研究员为论文第一作者，葛源研究员为通讯作者，朱永官院士对研究工作进行了全程指导。上述研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、第二次青藏高原综合科学考察研究项目的资助。论文链接：http://dx.doi.org/10.1111/gcb.17477图1：磷循环过程相关微生物在全球生态系统中的分布图2：磷循环基因总丰度（左）及代表性物种（右）对人类活动强度响应趋势土壤环境科学与技术实验室2024年8月21日<!--!doctype-->
2024-08-21
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北京市海淀区温泉镇到访中心开展调研
8月19日，北京市海淀区温泉镇党委书记余新星等一行到中心调研，并开展座谈交流。中心党委副书记占剑、副主任胡承志出席会议，会议由科技开发处处长张洪主持。占剑代表中心欢迎温泉镇领导莅临中心开展合作交流，并介绍了中心基本情况。余新星说明了此次调研的背景并简述温泉镇基本情况。科技开发处就中心科技服务北京绿色发展作了专题汇报。双方就产学研平台合作、生态产业发展、党建联合、人才交流等方面开展深入交流讨论。座谈现场余新星感谢中心长期以来的关心和支持，希望未来能够充分发挥温泉镇“四区叠加”的政策优势，通过开展产学研合作，积极开展生态环保领域成果转化，提升温泉镇的生态价值。胡承志在讲话中表示，双方下一步要紧密围绕温泉镇经济社会发展需求，打造新质生产力，科技支撑温泉镇及域内企业的高质量发展。占剑总结指出，希望双方能够以本次交流为契机，进一步加强沟通，结合中心的科研特色和重大项目布局，探索创新驱动发展的合作机制，不断扩大合作深度和广度，不断推进科技、人才、党建、教育融合发展，真正把温泉镇打造成生态文明的科学试验田。中心所务委员、综合办公室主任张秀丽，中心所务委员、人事处处长曹青，教育处处长连静等机关职能部门负责人参加了此次座谈。合影科技开发处2024年8月21日<!--!doctype-->
2024-08-21
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曲久辉院士领衔创建的中国污水处理概念厂项目获得国际水协会金奖和大奖
8月13日，两年一度的国际水协会（International water association）创新项目奖颁奖仪式在加拿大多伦多举行，本次共有六个类别奖励，每个类别设金、银、铜奖，六类获奖项目再角逐唯一最大奖（Grand Award）。由中国城市污水处理概念厂专家委员会、中持水务股份有限公司申报的“激发技术与市场变革：中国污水资源概念厂”项目荣获PIA类金奖，并在六类获奖项目中胜出获最大奖（Grand Award）。这是中国水领域在国际水协会首次获此殊荣，这标志着中国污水处理技术与范式由过去的跟跑变为现在的领跑，展示了中国水科技和产业创新取得的巨大进步，体现了国际本领域对中国污水概念厂事业的高度认可。2014年，曲久辉等6位行业权威专家提出创建“中国污水处理概念厂”的理念和范式，并将“水质永续、资源循环、能量自给、环境友好”作为概念厂建设和发展的四个追求。历经近8年的创造性努力，由中持环境股份有限公司建设承建的中国宜兴污水资源概念厂于2022年10月18日在江苏宜兴落成。宜兴概念厂完全实现了“四个追求”，创造了具有“美丽深邃的外观，标新立异的构造，无限循环的资源，智慧轻松的大脑，技术创新的高地，充满爱意的花园”特征的污水处理厂新范式，已经成为国际上污水处理领域具有里程碑意义的创举。颁奖现场合影环境水质学国家重点实验室科技开发处2024年8月14日
2024-08-14
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曲久辉院士荣获国际水协会荣誉会员奖
国际水协会（International Water Association, IWA）于2024年8月10日宣布，授予中国科学院生态环境研究中心研究员曲久辉院士Honorary Membership 奖。该奖是IWA授予其成员的最高荣誉之一，用以表彰对水行业做出重大贡献的个人，每两年在IWA世界水大会暨展览会上颁发一次。曲久辉是目前获此殊荣的唯一中国学者。曲久辉院士曾于2008年到2012年担任IWA董事会成员，于2013年当选IWA首批杰出会士。他在推动中国参与国际水协事务、促进国际水协在中国发展、扩大中国水业的国际影响力方面做出重大贡献，得到国际本领域高度认可。曲久辉院士在水环境科学技术研究与应用方面取得多项开创性成果，以第一完成人获国家科技进步一等奖和二等奖、国家技术发明奖各1项，何梁何利科技进步奖1项，光华工程科技奖1项，国际水协会全球创新项目奖1项。曲久辉院士此次获奖，也标志着我国水科技领域国际地位的不断提升。环境水质学国家重点实验室科技开发处 国际合作处 2024年8月11日
2024-08-11
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海南省政协“生态产品价值核算和转化”专家协商会在中心顺利召开
7月29日，海南省政协组织的“生态产品价值核算和转化”专家协商会会议在我中心召开。会前，中心主任朱永官院士与全国政协委员、海南省政协副主席、民盟海南省委会主委刘艳玲及海南省考察调研组代表进行了交流。会议由徐卫华研究员主持，刘艳玲及海南省考察调研组，中心党委副书记占剑，生态系统评估与核算中心负责人、美国国家科学院外籍院士欧阳志云，国家发展改革委基础司原副司长马强、国家发展改革委能源研究所副所长李忠、中国循环经济协会会长朱黎阳、国务院发展研究中心谷树忠研究员、清华大学钟德钰教授、生态环境部环境规划院刘桂环研究员、中国科学院地理科学与资源研究所钟林生研究员等专家共40余人参加会议。占剑代表生态环境中心致欢迎辞，对刘艳玲带队的考察调研组一行以及受邀参会的各位专家表示热烈欢迎，对海南省有关领导和各位专家长期以来给予生态环境中心的关心和支持表示感谢。海南省政协常委、民盟海南省委会副主委、海口市政协副主席陈洪代表考察调研组介绍了“海南生态产品价值核算和转化”调研情况和研究初步成果。专家围绕生态产品价值核算和转化的理论与实践，针对海南省做优生态产品、做活市场路径、做实长效机制的目标，提出了进一步完善海南生态产品价值实现机制的建议。海南省生态环境厅、统计局、农业农村厅、发展改革委、热带雨林国家公园管理局，以及五指山市、琼中县等有关同志与各位专家针对海南生态产品价值核算和转化面临的实际问题进行了深入交流。刘艳玲对会议进行了总结。她对生态环境研究中心以及与会专家对海南工作的支持表示诚挚感谢。她指出，海南调研组将充分吸纳专家们提出的宝贵建议，进一步完善考察报告，并欢迎有关专家到海南省指导工作，共同推动海南生态产品价值实现。城市与区域生态国家重点实验室2024年8月2日
2024-08-02
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环境水质学国家重点实验室俞文正研究组NC：中国草地土壤溶解性有机质的空间特征和环境功能
中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室俞文正研究组在土壤溶解性有机质环境效应方面取得重要进展，相关成果以“Spatial patterns and environmental functions of dissolved organic matter in grassland soils of China”为题，发表于Nature Communications期刊。土壤溶解有机质（DOM）是土壤生态系统中最易变和流动性最强的有机碳组分，其与生态系统碳循环、水环境乃至饮用水密切关联。草地土壤约占中国国土面积的40%，在全国尺度草地土壤溶解有机质的地球化学特征及其潜在环境影响目前尚不清楚。本研究从中国 30 个省份采集了共 89 个旱季草地土壤样本，并对DOM的数量、分子组成及消毒副产物生成势进行了分析。研究结果发现草地土壤是巨大的DOM库，但中国南北地区草地土壤的DOM 地球化学性质存在差异（图1）。南方地区蛋白类组分 (Protein-like) 和小分子组分 (<1.2 kDa) 的比例高于北方地区；北方地区腐殖酸类组分（Humic-like）和大分子组分 （3.4-25 kDa）的比例高于南方地区；而西部地区，尤其是亚洲水塔区域（青藏高原），DOM具有较高的氯反应活性。图1. 中国草地土壤溶解性有机质的组成差异中国南北地区草地土壤DOM在当地生态系统和环境过程中扮演不同的角色（图2）。3.4-25 kDa 和腐殖类组分与土壤呼吸作用和生态系统净生产力呈负相关，在中国北方有助于抑制碳排放并保留生态系统生产力，而1.2 kDa 和蛋白质类组分在中国南方地区作用与之相反。回归分析和偏最小二乘路径模型结果表明，低分子量和蛋白类组分与当地鼻咽癌发病率和死亡率存在显著的统计相关性（P < 0.01），而高分子量和腐殖类组分与胰腺癌发病率和死亡率存在显著的统计相关性（P < 0.05）。而且，草地土壤DOM的分子组成与当地饮用水水水质存在显著相关性，因而土壤DOM可能通过饮用水与人体健康产生联系。需要指出的是，本研究仅强调土壤DOM与人体健康的潜在关系，不能由此推断其是致病因子。图2. 溶解有机质的组成与生态系统交换和人类健康之间的联系本研究构建了土壤-水源水-饮用水/人类健康间的联系，为了解土壤 DOM 对当地和下游水环境及饮用水安全的潜在影响提供了新视角。从可持续发展的角度出发，本研究呼吁应通过生态管理或工程措施最大限度地减少土壤 DOM 在更广泛的生态系统和过程中的不利影响，包括采用针对性的工艺去除相关的有害化合物以及防止有害产物（如消毒副产物）的产生。此外，DOM与癌症病例之间的联系有助于进一步识别环境中对人体健康不利的风险因子。该论文的第一作者为直博生周鹏，通讯作者为俞文正研究员、耶鲁大学Menachem Elimelech教授和厦门大学吕永龙教授。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-50745-8环境水质学国家重点实验室2024年7月30日<!--!doctype-->
2024-07-30
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土壤环境科学与技术实验室2024年战略研讨会成功举行
7月15-16日，土壤环境科学与技术实验室（以下简称土壤室）2024年战略研讨会在密云召开,土壤室全体职工共29人参加了会议。7月15日，与会人员先后参观考察了密云区北庄试验站备选地点和我所密云园区。陈卫平主任做战略研讨会动员讲话，肖可青副主任随后做土壤室近期工作汇报，与会人员围绕会议主题进行了深入和热烈的讨论。中心主任、朱永官院士指出土壤室全体全体职工要面向学科前沿，发扬锲而不舍的奋斗精神；鼓励青年科研人员要有远大的理想，积极申报国家重要人才项目；最后指出要加快密云园区实验室建设，有效助力科研工作的开展。大家一致认为今后要积极谋划科研项目和高水平文章，打通各课题组实验平台；加强研究生学风建设、实验室安全和科研诚信培训。7月16日，土壤室副研究员和助理研究员做工作汇报，就个人情况、最近3-5年科研项目和成果、下一步计划等展开交流和讨论，现场气氛热烈。大家表示通过这次战略研讨会的梳理和交流受益匪浅，增进了对实验室长远发展战略的了解。会议明确了下一步行动，未来将积极谋划，狠抓落实，会议圆满结束。土壤室副主任肖可青做近期工作汇报考察密云北庄试验站备选地点会议现场合影土壤环境科学与技术实验室2024年7月17日
2024-07-17
