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国家重大科学研究计划“纳米材料的水处理器件化方法及其应用基础研究”顺利通过中期评估
按照科技部的要求,由中国科学院生态环境研究中心郭良宏研究员主持的国家重大科学研究计划项目“纳米材料的水处理器件化方法及其应用基础研究”于8月16日至18日在北京西郊宾馆召开项目中期总结交流会议。
在总结会上,各课题负责人就项目进展情况进行了中期总结报告。项目专家组成员和同行专家中科院高能物理所柴之芳院士、中科院化学所万立骏院士、国家基金委化学学部王春霞研究员、武汉大学庞代文教授、浙江大学朱利中教授参加了会议。国家科技部基础司崔拓副司长、科技部基础研究管理中心闫金定副处长、国家基金委化学学部庄乾坤教授、中科院环资局生态环境处周桔副处长等管理专家应邀参加了会议。专家们在听取报告后就项目情况提出了意见和建议,认为项目进展良好,基本完成了项目的中期目标,建议项目各课题能够进一步凝练总结,提出突破性的科学原理和方法,解决纳米材料水处理器件化的关键技术问题。
9月20日,郭良宏研究员代表项目组参加了科技部组织的国家重大科学研究计划中期评估会。科技部项目中期评估专家组在审阅项目中期评估有关资料、听取项目首席科学家中期总结报告和研究计划调整方案汇报的基础上,对项目工作状态和研究前景进行讨论评议。“纳米材料的水处理器件化方法及其应用基础研究”项目顺利通过中期评估,并获得后续资助。
环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2012年11月8日
2012-11-09
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王如松课题组一论文获Top-10 Most-Cited Articles 2009-2011 Award
城市与区域生态国家重点实验室王如松研究组李锋等2009年在Landscape and Urban Planning上发表的题为Measurement indicators and an evaluation approach for assessing urban sustainable development: A case study for China’s Jining City论文(Feng Li, Xusheng Liu, Dan Hu, Rusong Wang, Wenrui Yang, Dong Li, Dan Zhao. Landscape Urban Plan. 2009, 90,3-4:134-142)近日被列入Top-10 Most-Cited Articles 2009-2011 Award。
城市与区域生态国家重点实验室
2012年10月12日
2012-10-12
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生态环境中心在SBB发表综述文章阐释酸性土壤硝化作用机理
酸性土壤(pH<5.5)在全球范围内广泛分布,约占陆地无冰区表面的30%。但酸性土壤硝化作用的机理一直不甚清楚,成为全球氮循环研究的热点和难点。生态环境研究中心贺纪正研究员课题组多年来致力于土壤硝化微生物及硝化作用机理研究,取得了系列研究成果。2007年他们在“Environmental Microbiology”期刊上首次报道了氨氧化古菌在我国酸性土壤中大量存在且对土壤环境条件变化响应灵敏,引取国际上的广泛关注,该论文至今被SCI引用160余次,成为连续5年来该期刊被引用次数最多的文章,并被中国科学院文献情报中心“世界科学前沿发展态势分析”课题组通过Web of Science数据库检索列为“2007-2011年环境科学领域研究论文中获得引用数最多的中国学者论文排名的第8名”。最近,他们系统总结了酸性土壤中硝化作用研究的历史(图1)、存在问题和近年来国际上研究取得的最新进展,阐述了氨氧化古菌在酸性土壤氨氧化作用中的主导贡献及可能机理(图2),以综述论文发表于国际著名土壤学杂志Soil Biology and Biochemistry上(Current insights into the autotrophic thaumarchaeal ammonia oxidation in acidic soils, 55, 146-154)。该文章为系统认识酸性土壤中硝化作用的机理提供了重要参考,对酸性土壤氮素管理具有重要指导意义。
人们对于酸性土壤中硝化过程的研究和认识经历了数次重大的变革。在19世纪早期,由于检测手段的限制,人们普遍认为硝化作用只能在中碱性土壤中发生,直到1872年,酸性土壤中的硝化活性被首次发现和证实。在之后的百余年中,氨氧化细菌(AOB)一直被认为是酸性土壤中执行好氧硝化作用的唯一微生物类群。近年来,氨氧化古菌(AOA)的发现为重新认识这一重要过程提供了新线索。2012年,贺纪正研究员课题组利用稳定性同位素探针技术(SIP),首次在The ISME Journal上为AOA在酸性土壤中发挥主导作用提供了直观证据。
酸性土壤中AOA硝化作用的可能机理主要包括:(1)NH3是自养氨氧化微生物的唯一能量来源,但是酸性土壤中高浓度的H+离子使大部分NH3以AOA和AOB不能利用的NH4+离子态存在。微宇宙培养实验和氨氧化微生物纯菌株的研究表明,AOA比AOB对于NH3分子具有更高的亲和力,并且AOA更喜好在低浓度NH3的环境中生长。因此酸性土壤低pH诱导的低NH3条件,为AOA执行硝化作用提供了较为适合的生境。(2)AOA可能主要利用酸性土壤中有机质持续矿化所释放的低浓度NH3进行自养生长,而无机NH4+源不能刺激AOA的生长。因此,AOA可能与土壤中的矿化微生物紧密结合,从而更容易获得持续的底物供给。此外,AOA也可能进行混合营养型生长,直接利用土壤中的有机质作为获取能量的氮源。这就为AOA在酸性土壤中与AOB竞争提供了更为明显的优势(图2)。(3)与AOB相比,AOA具有独特的生理生化和遗传特征。三株AOA纯培养物的全基因组测序表明,AOA的氨氧化途径可能与AOB的存在显著差异,并且AOA的氨氧化过程和碳固定过程减少了能量的消耗,更有助于AOA在酸性土壤条件下发挥主导作用。
该研究受到了国家自然科学基金和院方向性项目的资助。
论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071712002441
图1 过去一百余年酸性土壤中硝化作用研究的历史及各阶段代表性突破,其中贺纪正课题组在2007年首次报道酸性土壤中AOA的丰度大于AOB且与土壤硝化潜势显著正相关(He et al., 2007, Environmental Microbiology), 2012年利用稳定性同位素探针技术揭示AOA在酸性土壤硝化作用中的主导贡献(Zhang et al., The ISME Journal)。
图2 氨氧化古菌在酸性土壤中执行硝化作用的可能途径与机理。
2012-09-26
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城市绿色发展生态技术研究与示范启动会暨课题实施方案论证会召开
9月19日,由中国科学院生态环境研究中心牵头承担的“十二五”国家科技支撑计划项目“城市绿色发展生态技术研究与示范”项目启动会暨课题实施方案论证会在京召开。住房和城乡建设部建筑节能与科技司韩爱兴副司长、彭波副处长、生态环境研究中心主任江桂斌院士、刘平处长等出席。
江桂斌代表项目牵头单位致辞。韩爱兴代表项目组织单位对项目组提出了要求。项目负责人、生态环境研究中心副主任欧阳志云研究员介绍了项目的立项背景、主要任务和研究内容,以及任务分工情况。
项目由住房和城乡建设部组织,中国科学院生态环境研究中心牵头承担,主要参加单位有广州市城市规划勘测设计研究院、杭州师范大学、天地(唐山)矿业科技有限公司、天津大学、上海交通大学、北京师范大学、广东省环境科学研究院、中国林业科学研究院亚热带林业研究所和中国科学院沈阳应用生态研究所等。
目前,城市绿色发展和生态城市的研究正向更深层次发展。“城市绿色发展生态技术研究与示范”项目结合不同地域城市的生态特点,提出系统解决方案,开展技术集成与模式示范,无疑会为我国城市绿色发展提供有力的技术支撑。
城市与区域生态国家重点实验室
2012年9月24日
2012-09-24
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生态环境中心在甲醛常温催化氧化研究方面取得重要进展
室内空气质量与人体健康息息相关。甲醛是我国室内环境中最严重的气态污染物,由于人造板材的广泛使用使得几乎所有新装修房间和大型公共设施都存在室内空气甲醛污染,给人体健康造成了很大的危害。传统甲醛净化技术难以满足实际需求,因此迫切要求研发高效、安全、长寿命且无二次污染的室内空气甲醛净化材料和技术。
中国科学院生态环境研究中心大气环境研究室贺泓研究组在常温催化净化甲醛研究方面取得新突破,相关成果发表在国际著名化学期刊Angewandte Chemie-International Edition上(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9628-9632)。
贺泓研究组前期研制出了室温下就能完全催化氧化甲醛到水和二氧化碳的Pt/TiO2催化剂,首次在真正意义上实现了甲醛室温非光催化净化。在此基础上,研究组通过向Pt/TiO2催化剂中添加碱金属(Li、Na、K等)实现了活性中心Pt在载体TiO2表面上的原子级分散,在催化氧化甲醛的过程中充分发挥了每个Pt原子的作用,因此进一步显著提高了Pt/TiO2催化剂常温催化氧化甲醛的活性。另外,研究还发现碱金属的添加显著提高了催化剂活化表面羟基的能力,从而改变了常温催化氧化甲醛的反应机理:从甲酸盐分解氧化机理(添加前)转变为甲酸盐和羟基反应的直接氧化机理(添加后)。该研究结果对开发单原子分散催化剂和新型高效有机污染物氧化催化剂具有重要的指导意义。
该项工作得到国家自然科学基金、国家863计划课题的支持。
大气环境研究室
2012年9月18日
2012-09-18
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“持久性有机污染物控制与削减关键技术研究与示范”项目通过验收
9月10日,科技部组织专家对江桂斌院士负责的“十一五”国家科技支撑计划“持久性有机污染物控制与削减关键技术研究与示范”项目进行了验收。以郝吉明院士为组长、赵进才院士为副组长的专家组听取了项目汇报,并查阅了相关技术报告等验收材料,对项目所取得的成果给予了高度评价。与会专家认为该项目立项及时,成果显著,对我国POPs污染防治及履行斯德哥尔摩公约具有重要的支撑作用,项目全面完成了任务书规定的研究内容和考核指标,一致同意通过验收。
“持久性有机污染物控制与削减关键技术研究与示范”项目是由中科院资环局组织国内在POPs污染防治研究领域具有优势的28个科研院所、高校和企业开展POPs减排技术和工程示范联合攻关,项目总经费为1.16亿,其中国拨专项经费5333万。
在科技部社发司和中科院资环局的领导及组织下,项目各课题组群策群力,历时4年艰苦攻关,开发了可见光高效降解水中POPs、废弃物焚烧及铁矿石烧结二恶英类减排、PFOS替代品开发等10余项POPs控制的重要共性新技术、材料和设备;建立了生活垃圾焚烧、医疗废物焚烧、铁矿石烧结二恶英类控制及染化废水和焦化废水中POPs降解等示范工程5项;项目共申请国内专利93件,授权29件,其中申请发明专利74件,授权18件,申请国际发明专利1件;转让成果2项,成果转让获得收入1510万元;完成国家标准3项,行业标准8项;发表科技论文266篇,其中SCI论文154篇;出版科技专著3部;培养博士研究生89人,硕士研究生92人。
与会专家建议科技部等有关部门继续加大对POPs实用技术产业化的支持力度,攻克项目成果推广应用中的技术难点,开辟我国POPs污染防治的新局面。
环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2012年9月14日
2012-09-14
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生态环境中心3项中科院对外合作重点项目通过验收
8月28日,中国科学院对外合作重点项目资环组结题验收评审会在生态环境中心召开。中国科学院国际合作局副局长邱华盛、综合处处长彭颖出席了验收评审会。邱华盛副局长介绍了中国科学院对外合作重点项目支持背景、立项情况、验收评审规则及考察重点。生态环境中心承担的中瑞合作项目“我国地下水砷污染预测模型研究”和“两类不同环境条件的河流水质及污染动力学”、中美合作项目“中美生态系统服务区域集成方法合作研究计划”等3个项目参加了验收答辩并通过验收。
国际合作办公室
2012年8月29日
2012-08-29
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生态环境中心水专项饮用水主题多项成果在建设部专项办网站得到展示
“十一五”期间,生态环境研究中心在水专项饮用水主题主持了1个课题,同时参加了若干课题的研究。目前,饮用水主题“十一五”课题已经进入验收阶段,生态环境中心承担的部分科研任务进展顺利,在全国重点城市水质风险评价、饮用水水源地生态治理与保护、水厂高效除砷技术、基于感官评价与化学分析相结合的嗅味识别技术以及多水源切换管网黄水预防与控制技术等方面取得重要进展,多项成果已在住建部水专项网站上得到报道(http://www.jsbszx.org.cn/index.asp)。
“十二五”期间,生态环境中心饮用水团队将以管网漏损控制技术、黄水发生机制与调控技术、饮用水水质风险评价和标准制定等为重点开展研究,为我国饮用水安全保障提供更好的支撑作用。
中科院生态环境研究中心水专项管理办公室
2012年8月27日
2012-08-27
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生态环境中心在纳米银、纳米金的天然来源与环境过程研究方面取得重要进展
近年来,大量人工金属纳米材料如纳米银、金的广泛使用使其不可避免地进入环境中,增加了环境和人体对金属纳米材料的暴露风险。此外,环境中金属离子的还原也可产生大量的金属纳米颗粒。目前人们对金属纳米材料的环境过程及天然来源知之甚少。
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纳米银、纳米金的天然来源与环境过程研究方面取得重要进展,相关研究成果发表在美国ACS Nano上(ACS Nano, 2012, DOI: 10.1021/nn302293r)。
本项研究发现,在天然日光照射下,环境水体(如河水)中的溶解性有机质(DOM)可将Ag(I)与Au(III)还原为零价纳米银与纳米金。采用多种手段研究了模拟日光照射下纳米银的生成动力学,发现纳米银的生成与pH、溶解氧、银离子及腐殖酸浓度有关,并揭示了其反应机制:光照下腐殖酸中的酚羟基还原溶解氧产生超氧阴离子,并进一步引发Ag(I)的还原。这一研究表明,DOM光照引发Ag(I)与Au(III)的还原是自然界纳米银与纳米金可能的天然来源;在富含DOM的环境水体中,溶解氧可显著促进纳米银的光还原生成,因此溶解氧引发纳米银溶解这一传统观点需要进行修正。
该研究组近年一直致力于纳米银的分析测定方法与环境行为研究,其较早前发表的环境水体及抗菌产品中纳米银的分析方法(Anal. Chem. 2009, 81, 6496;Anal. Chem. 2011, 83, 6875),也得到国际同行的好评。
该工作得到了国家杰出青年科学基金、科技部973项目等的资助。
环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2012年7月26日
2012-07-26
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生态环境中心在ES & T杂志发表封面文章探讨中国大气汞污染现状
汞是一种全球性污染物。为应对全球汞污染问题,在联合国环境规划署(UNEP)的协调下,一个具有法律效力的国际汞公约即将于2013年生效。
中国科学院生态环境研究中心张晓山研究组在新一期ES&T杂志发表封面文章 (2012:46, 5636–5642),探讨了我国大气汞污染现状与控制技术。文章指出,在持续增长的煤电和有色金属冶炼等工业活动的驱动下,我国已成为世界上重要的人为汞排放国,特别是在发达国家人为排放持续下降的背景下,我国人为排放在全球排放中的比重将持续增大,我国将面临巨大的履行国际公约的压力。作为世界上国土面积最大的国家之一,汞在我国大气及地气间的迁移转化也在很大程度上影响着全球汞循环。目前我国大气汞的相关研究十分薄弱,许多关键的基础数据还十分缺乏。作者建议,以人为汞排放清单的建立与优化–大气汞及其沉降及地气交换观测–区域数值模拟为核心,通过协调上述三方面的研究,以期对我国大气汞循环有更加深入和全面的认识,为我国履行相关国际公约提供重要的科学依据,并促进对全球汞循环的认识。文章还强调,作为全球性的污染物,加强我国同区域及全球范围大气汞研究的合作也是成功的关键因素之一。
该研究得到了国家自然科学基金委员会的资助。
2012-06-18