科研进展----中国科学院生态环境研究中心

环境化学与生态毒理室参加中国北极黄河站2014年度科学考察

　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室李英明博士参加中国北极黄河站2014年度科学考察，已于7月18日顺利到达中国北极黄河站，开展极地科考项目“北极地区手性有机氯化合物环境化学特征调查研究”的研究。
　　项目拟在2010-2013年度北极科考研究的基础上，通过对北极朗伊尔（北纬78度）和新奥尔松地区（北纬79度）不同环境和生物样品的采集分析，开展北极环境中具有手性特征的OCs化合物（如OCPs和PCBs）及其污染特征的研究，进一步深入考察污染物的全球长距离传输途径及其区域环境化学行为，为探查POPs的迁移规律和对当地生态环境的影响提供数据支持。
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室已连续四年参加我国北极科学考察活动，并针对北极新奥尔松区域的POPs开展了比较系统的研究。此次北极科考项目是在前四次现场考察基础上的延续和拓展，力图通过长期的实验观察，为阐明全球范围POPs的长距离迁移及其转化规律研究作出贡献。

中国北极黄河站

采样装置
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室
　　2014年7月23日

2014-07-23

刘景富研究组在拉曼现场分析方法研究方面取得重要进展

薄层色谱与表面增强拉曼光谱联用监测化学反应示意图
　　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刘景富研究组在基于表面增强拉曼散射（SERS）技术的现场快速检测方法研究方面取得重要进展，相关研究发表在美国《分析化学》上（Anal. Chem. 2014, 86, DOI: 10.1021/ac5017387），美国Chemical & Engineering News (C&EN)就此工作专门发布了新闻述评“TLC and SERS Help Chemists Monitor Reactions”(http://cen.acs.org/articles/92/web/2014/07/TLC-SERS-Help-Chemists-Monitor.html)。
　　薄层色谱（TLC）在有机合成产物的分离检测等领域得到广泛应用，但其对性质相近的化合物的分离能力有限，且难以检测在紫外光下观测不到的物质。该研究组的研究人员将SERS技术与TLC结合，很好地解决了此问题。他们将样品在普通TLC板上点样并展开后，往板上喷涂一薄层纳米金作为SERS检测基底，再沿着化合物展开的方向进行SERS扫描检测，即可进行化合物的识别和定量测定。利用化合物的Raman指纹图谱和SERS检测的高灵敏度，对没有完全分离的化合物也可进行定性定量分析；而小步距的SERS扫描检测，则避免了信息的遗漏，有助于发现反应副产物等未知化合物。
　　除上述进展外，他们还基于亚单原子层铂包覆的超细金纳米线的自组装，构建了具有SERS和催化双活性的纳孔膜，并将其用于催化反应的原位SERS监测，提出了不依赖偶氮中间体的苯硝基还原新途径（J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 969-975）；并基于咖啡环效应，同时实现了目标分析物的富集和SERS检测基底的构建，发展了高灵敏检测砷等环境污染物的新方法（Nanoscale 2014, DOI: 10.1039/c4nr03198a）。
　　该工作得到了国家杰出青年科学基金和科技部973项目等的支持。
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室
　　2014年7月21日

2014-07-21

全国生态环境十年变化遥感调查与评估项目领导小组会议暨成果汇报会召开

　　6月17日上午，中国科学院与环境保护部就“全国生态环境十年变化（2000-2010年）遥感调查与评估”项目在北京举行领导小组会议暨成果汇报会。中国科学院院长白春礼、环境保护部部长周生贤出席会议并发表讲话。中科院副院长施尔畏、丁仲礼出席会议。会议由环保部副部长李干杰主持。
　　项目首席科学家欧阳志云研究员和王桥研究员分别汇报了项目主要结论和取得的主要成果。全国生态环境十年变化遥感调查与评估项目在两年多的时间里，集中组织了遥感、地理、生态、环境等诸多学科，共3000多名科技人员联合攻关、集成创新，系统、准确地获取了2000-2010年我国生态环境及其变化的基本信息，全面掌握了十年来全国生态环境变化的特点和规律，并构建了可视化强、便于管理的“全国生态环境十年变化一张图系统”，研究成果可服务于国土开发格局优化、生态红线划定、自然资源资产产权制度和用途管制制度建立等生态文明建设任务。
　　白春礼希望，高度重视基础数据的质量、评估方法的科学性以及评估结果的准确性，确保评估结果的可靠性，为今后启动阶段性和动态性全国生态环境调查与评估工作提供有效支撑；加强项目成果的总结和转化，陆续形成一系列围绕生态文明建设的战略咨询报告，为国家功能区划的深入实施、生态红线合理划定、生态资产科学核算等，发挥更加重要的科技智库支撑作用，服务国家生态保护需求；结合中科院正在制定实施“率先行动”计划，部院双方进一步扩大合作空间，丰富合作内容，在项目实施、人才培养、平台建设等方面，建立战略性科技合作的长效机制，共同为国家生态文明建设提供科技支撑，为建设“美丽中国”和实现“中国梦”，做出更多重大创新贡献。
　　周生贤要求，抓紧修改完善调查评估成果，尽早上报国务院，使项目成果更好地在国家决策中发挥应有作用；加强宣传项目成效，扩大项目成果的社会影响，为加强生态环境保护科研和管理工作营造良好氛围；按照新修订的《环境保护法》规定的法定责任，系统谋划建立生态环境定期调查评估制度，实现调查评估制度化、规范化、常态化。
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2014年6月20日

2014-06-20

环境与健康先导专项B启动

　　6月5日至6日，中国科学院战略性先导科技专项（B类）“典型污染物的环境暴露与健康危害机制”（简称“环境与健康先导专项B”）启动实施会在生态环境研究中心召开。中国科学院副院长丁仲礼出席会议，前沿科学与教育局局长许瑞明主持了启动会。中国科学院条件保障与财务局、前沿科学与教育局、专项主持及各参加单位科研骨干与管理人员等80余人参加了会议
　　许瑞明局长介绍了中国科学院战略性先导科技专项（B类）启动实施情况，回顾了专项的立项历程以及专项的定位，希望环境与健康先导专项B团队通过协同创新，在环境与健康领域取得原创性的成果。随后，专项各负责人分别从立项意义、研究内容、技术方案、研究队伍和基础、2014年研究计划，以及组织管理和财务管理等方面进行了汇报。项目咨询专家就研究内容、技术方案和项目管理等提出了意见和建议，进行了认真的讨论。
　　丁仲礼副院长对专项启动前期的各项工作给予了充分肯定，感谢与会专家提出的中肯意见和建议。同时他强调，环境与健康先导专项作为一个前沿的基础与交叉研究领域，要在研究方法取得突破的基础上，不断聚焦关键科学问题，通过科技创新推动该领域的发展。
　　环境与健康先导专项以生态环境研究中心为依托，联合动物所、生物物理所、武汉病毒所、上海生命科学研究院、中国医学科学院肿瘤医院和国家食品安全风险评估中心等单位，通过交叉合作研究，揭示区域环境污染的人群暴露机制，在暴露与效应生物标志物、毒性通路干扰和表观遗传等污染所致健康危害的分子机理上取得原创性成果，为我国区域性疾病高发的环境污染寻因和健康保障技术的研发奠定理论与方法基础。

丁仲礼副院长讲话

许瑞明局长讲话

会议现场
　　科技开发处
　　2014年6月6日

2014-06-07

刘思金研究组在纳米银的环境健康风险方面取得进展

　　

纳米银改变细胞能量代谢方式的机制示意图
由于纳米银的抗菌特性，其被广泛应用于生产、生活的各个方面，然而，随之而来的环境与健康风险也日益受到关注。目前缺乏对纳米银在亚致死浓度下暴露的生物学效应的认识，纳米银在低剂量暴露下影响的细胞能量代谢属于空白领域。
　　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刘思金研究组在纳米银改变细胞能量代谢方式及其作用机制研究方面取得重要进展。相关研究成果发表在美国化学会杂志ACS Nano（ACS Nano, 2014, DOI:10.1021/nn500719m）上。
　　刘思金研究组发现低剂量暴露下纳米银改变了细胞能量代谢方式。非毒性浓度纳米银暴露可导致细胞内ATP的产生减少和呼吸链的功能减弱，而细胞能量代谢方式被迫由氧化磷酸化为主的有氧代谢转变为无氧糖酵解，以维持细胞生存的能量需求；机制研究方面，纳米银改变了能量代谢调控因子PGC-1α的含量及一些能量代谢相关基因（如PFKFB3和PDHA1）的表达，这些变化在一定程度上促进了细胞能量代谢方式的转变。此外，研究还发现非毒性剂量纳米银诱导了线粒体膜电位的去极化和呼吸链复合体活性的降低，这也是导致细胞能量代谢方式改变的机制之一。这项研究工作对揭示纳米银的生物学效应及环境健康风险具有重要科学价值。
　　该研究得到了国家973项目和基金委自然基金项目的支持。
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2014年5月9日

2014-05-09

汪海林研究组在5-羟甲基胞嘧啶分析研究中取得进展

　　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汪海林研究组在5-羟甲基胞嘧啶 (5hmC) 分析方面取得重要进展。他们利用硼酸与葡萄糖基化5-羟甲基胞嘧啶之间的特异性反应，发展出新颖的5-羟甲基胞嘧啶分析方法，其有关“硼酸介导的聚合酶链反应检测基因和序列特异性的5-羟甲基胞嘧啶”的工作发表在国际著名生物学期刊Nucleic Acid Research (doi: 10.1093/nar/gku216) 上。
　　5-羟甲基胞嘧啶是继5-甲基胞嘧啶之后发现的第六种碱基，已在多种哺乳动物组织和细胞中检出。另外，多种肿瘤中5hmC水平偏低，有可能成为肿瘤早期诊断的生物标志物。目前，基因水平5hmC的分析具有依赖于限制性内切酶方法。由于限制性内切酶仅作用于特定的短序列，只能检测酶切位点处的5hmC，因此相关方法受到酶切位点限制，并且难以区分多5hmC位点的序列。
　　汪海林研究组，提出利用硼酸与可葡萄糖基化的5hmC结合，发展新的基因水平5hmC分析方法。首先，采用T4噬菌体β-葡萄糖转移酶，在葡萄糖供体底物尿核苷二磷酸葡萄糖存在下，将葡萄糖基团转移至5hmC的羟基位置，从而生成葡萄糖基化5-羟甲基胞嘧啶。在此基础上，利用定量PCR分析。发现硼酸可与葡萄糖基化5-羟甲基胞嘧啶中的邻二醇发生的共价作用，有效抑制聚合酶扩增反应的特点，可特异性地识别特定基因/片段中的5-羟甲基胞嘧啶。Nucleic Acid Research编辑与4位审稿专家均指出这是原创性的工作。该方法不受酶切位点限制，可适用于各种细胞、各种序列中5-羟甲基胞嘧啶的分析鉴定，预期具有广阔的应用前景。现正在开发5-羟甲基胞嘧啶检测试剂盒（相关专利已经受理）。
　　该工作得到了国家杰出青年基金、国家973计划、重点实验室等的支持。
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2014年3月26日

2014-03-26

国家自然科学基金重大项目“黄土高原生态系统与水文相互作用机理研究”启动会召开

　　3月21日，由傅伯杰院士主持的国家自然科学基金重大项目“黄土高原生态系统与水文相互作用机理研究”项目启动及实施方案专家咨询会在中科院生态环境研究中心召开。国家自然科学基金委员会地球科学部领导莅临会议，项目专家组刘昌明院士、邵明安研究员、朴世龙教授应邀出席，中科院生态环境研究中心庄绪亮副主任、科技开发处宋茂勇处长、项目首席专家、课题负责人、项目骨干成员等40余人参加了会议。会议由傅伯杰院士主持。
　　庄绪亮代表生态环境中心致词，介绍了生态环境中心在生态系统过程与生态系统服务等领域取得的重要进展，感谢各位领导专家给予的热忱指导和帮助，表示生态环境中心将按照基金委重大项目管理办法的要求，为项目顺利实施提供大力支持。基金委地学部常务副主任柴育成致词，指出重大基金对于提升我国基础研究源头创新能力具有重要意义，将加强重大基金项目实施中的过程管理，勉励项目参与人员加强合作交流，力争取得突破性进展。
　　随后，项目负责人傅伯杰院士就项目的立项背景、研究内容、研究目标、关键科学问题、总体研究方案、预期研究成果等进行了系统阐述，课题负责人在此基础上详细介绍了各课题的具体实施方案。与会专家领导分别发言，就项目的研究思路、实施方案和成果产出等提出了具体的意见和建议，对项目组已有工作给予了积极评价，期待项目取得重大进展和创新成果。
　　“黄土高原生态系统与水文相互作用机理研究”是针对黄土高原生态系统恢复与保护所提出的重大项目，旨在通过开展多学科多手段多时空尺度的综合研究，揭示黄土高原生态系统-水文相互作用机制、黄土高原植被恢复的水文水资源效应，阐明黄土高原生态系统承载力及其空间格局，为黄土高原生态建设提供科学依据。
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2014年3月24日

2014-03-24

“生态环境红线制度创新研究”项目启动会暨第一次工作会议召开

　　中国环境与发展国际合作委员会“生态环境红线制度创新研究”项目启动会暨第一次工作会议于3月12日至13日在生态环境研究中心召开。中国环境与发展国际合作委员会中方首席顾问沈国舫院士、外方首席顾问Art Hanson、环境保护部自然保护生态司侯代军副司长、中国环境与发展国际合作委员会徐庆华副秘书长以及项目顾问和中外方专家等50余人出席会议。
　　项目组组长欧阳志云研究员详细介绍了项目实施方案，环保部南京环境科学研究所高吉喜研究员、北京大学林坚教授、国家林业局调查规划设计院张阳武高级工程师、国家海洋局北海分局王斌副局长、环保部卫星环境应用中心王桥研究员、国土资源部信息中心张丽君研究员等分别就环境保护部生态红线划定进展、中国土地管理制度、湿地红线、海洋红线、生态调查与评估、国土空间规划作了专题报告。与会领导和专家围绕生态环境红线制度研究以及生态红线的内涵、划定方法、实践途径、管理制度开展了深入讨论，提出了完善实施方案的具体建议。
　　“生态环境红线制度创新研究”项目是中国环境与发展国际合作委员会为落实十八届三中全会“划定生态保护红线。建立国土空间开发保护制度”的要求而设立的，项目拟通过中外科学家的紧密合作，重点围绕生态环境红线内涵与体系构成、生态环境红线监测、评估与绩效考核制度以及生态环境红线区生态补偿制度开展深入研究，为加快生态文明制度建设提供科技支撑。
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2014年3月17日

2014-03-17

“大气灰霾追因与控制”专项在复合污染致霾效应研究方面取得进展

　　中国科学院生态环境研究中心等单位承担的中科院“大气灰霾追因与控制”专项和国家自然科学重点基金等项目在复合污染致霾效应的研究中取得重要进展，揭示了大气中矿尘和氮氧化物(NOx=NO+NO2)对PM2.5主要成分硫酸盐形成的促进作用，相关研究成果近日发表在Nature出版集团的Scientific Reports, 2014(4): 04172。
　　硫酸盐是大气细颗粒物的重要组分，具有很强的光散射效应，对全球气候变化和区域空气质量具有重要影响，特别是与灰霾成因密切相关。近年来，关于大气中二氧化硫（SO2）转化为硫酸盐的机制成为国际大气化学研究的热点和前沿问题。
　　贺泓研究组在前期研究工作中发现，空气气氛下SO2在常见的矿质氧化物表面发生非均相反应，其主要产物为亚硫酸盐，短时间内难以转化为硫酸盐（Fe2O3和MgO除外）；研究发现共存的NOx可以极大地促进SO2和亚硫酸盐向硫酸盐的转化；进一步分析发现，NO2和氧化物颗粒的关键作用是作为催化剂，活化了气氛中的分子氧，进而促进了硫酸盐的形成。相关机理研究已经在国际期刊(J. Phys. Chem. A, 2008 (112), 6630-6635; Phys. Chem. Chem. Phys., 2012 (14), 1668-1676.)上发表。
　　中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因和控制”启动以来，该团队在更接近实际大气环境的烟雾箱中对该反应机理进行了验证，确认了环境浓度的NOx和悬浮矿质氧化物颗粒对生成硫酸盐的促进作用和机理；另一方面，在2013年1月份北京地区强霾期间的监测数据表明，北京城区和北部远郊区的SO2浓度接近，但PM2.5浓度城区高、郊区低且与NOx浓度呈正相关；而重霾形成过程中PM2.5成份中百分比含量增长最大的为硫酸盐，且其增长趋势与矿尘组分密切相关，说明成霾期间共存矿质颗粒物和高浓度NOx是促进SO2转化为硫酸盐的关键因素。上述结果显示，复合污染条件下，SO2的环境容量下降，导致硫酸盐快速增长致霾。
　　该项工作得到中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因与控制”和国家自然科学重点基金（20937004）的支持，由生态环境中心、大气物理所、清华大学合作完成（http://www.nature.com/srep/2014/140225/srep04172/full/srep04172.html）。
　　大气污染控制中心
　　2014年3月12日

2014-03-12

国家重大科学研究计划“典型人工纳米材料的水环境过程、生物效应及其调控研究”项目启动会召开

　　国家重大科学研究计划“典型人工纳米材料的水环境过程、生物效应及其调控研究”项目启动会于3月1日在生态环境研究中心召开。科技部基础研究管理中心张峰处长、中科院前沿科学与教育局地球科学处张鸿翔处长，项目跟踪专家江雷院士、顾宁教授、专家组成员赵进才院士、朱利中教授、曾永平研究员、王春霞研究员，生态环境中心主任江桂斌、副主任庄绪亮等出席了会议。
　　会上, 首席科学家刘思金汇报了总体研究思路和研究目标等；南开大学陈威、中科院合肥物质科学研究院吴李君、厦门大学王秋泉等分别介绍了4个课题的实施方案。与会专家从不同角度提出了建设性建议，进一步明确了科学目标和实施方案。
　　该项目将针对人工纳米材料环境安全性研究中的关键科学问题，以典型人工纳米材料的理化性质决定其环境过程与生物效应为主线，探索纳米材料进入水环境的行为、过程与效应，发展纳米材料改性/修饰手段以调控其环境生物效应。力争在多介质界面过程、生物效应与调控3个关键科学问题上取得创新成果。
　　科技开发处
环境化学与生态毒理学国家重点实验室
　　2014年3月3日

2014-03-03