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邓晔团队在厌氧微生物代谢机制和功能系统发育组装方面取得系列进展
邓晔研究员团队联合来自中国、美国、荷兰、加拿大等国的研究团队，针对我国7座城市的厌氧消化设施开展了长期连续采样，围绕微生物代谢机制及产甲烷功能的系统发育组装取得系列进展。成果分别以“Microbial synthesis structures organic compound composition in anaerobic digestion”(DOI:10.1093/ismejo/wrag036）和“Phylogenetic assembly of methanogenesis regulates methane yield in food-waste anaerobic digestion”(DOI: 10.1093/ismejo/wrag083)为题发表于国际微生物生态协会会刊The ISME Journal。在使用FT-ICR MS高分辨质谱检测的有机质分子多样性的研究中，基于团队前期开发的分子转化识别框架TOMENA（Yang et al., 2025, Water Research），研究团队识别了厌氧消化器中的潜在分子转化形式，并分别评估了分子合成与分解过程同系统操作条件、甲烷产率及物料化学特征之间的关联。研究将分子量区间184-391 Da确定为核心代谢物分布区间，该区间内的分子在长时间和大空间范围均持续被检出，且与微生物物种的丰度强关联。此外，全国的厌氧消化系统中，由小分子合成较大分子的过程是微生物进一步塑造代谢物组成的驱动力之一，并最终关系到甲烷的总产量（DOI: 10.1093/ismejo/wrag036）。图1 厌氧消化系统分子转化的识别以及对分解和合成过程的解耦在针对宏基因组测序分析的研究中，基于团队前期开发的REMIRGE算法（Wang et al., 2023, Microbiome），聚焦了产甲烷相关功能基因的地理学分布特征。研究发现，与气候和进料相关的环境和物质条件会持续影响厌氧消化系统中的产甲烷功能分布。相较于物种水平的系统发育，产甲烷相关功能基因的序列变体（gene sequence clusters）在系统发育结构与甲烷产量的变化关联更为紧密。在高效产甲烷系统中，生态过滤更倾向于保留一组高效的功能谱系，尽管这可能以降低功能冗余为代价。功能性状的基因水平系统发育特征有望成为衡量工程微生物组功能效率与潜在稳健性的关键指标（DOI: 10.1093/ismejo/wrag083）。图2 厌氧消化系统功能基因的系统发育特征同产甲烷效率的关联中心博士生杨兴盛、赵博分别是两篇论文的第一作者，邓晔研究员是两篇论文的通讯作者。该系列工作得到了国家重点研发和自然科学基金等项目的资助。论文链接：https://doi.org/10.1093/ismejo/wrag036https://doi.org/10.1093/ismejo/wrag083环境生物技术实验室2026年4月21日
2026-04-21
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王亚韡课题组在PFAS膳食暴露风险研究方面取得新进展
环境化学与生态毒理学国家重点实验室王亚韡课题组在全氟和多氟烷基化合物（Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS）的膳食暴露风险研究中取得新进展。该研究首次系统阐明了传统发酵过程对鱼类产品中PFAS生物可给性的放大效应及其微观机制。相关研究成果以“Traditional Fermentation Amplifies PFAS Bioaccessibility: Defining Fermented Fish Products as an Unrecognized Source of Dietary Exposure”为题，发表于Environmental Science & Technology。PFAS广泛应用于工业和消费品，因其极强的持久性、生物累积性及对人体健康的潜在威胁而备受全球关注。膳食摄入是普通人群暴露于PFAS的主要途径，其中鱼类等水产品的贡献率在部分地区可超过50%。在全球许多地区，尤其是亚洲、欧洲和非洲，发酵是水产品保存和风味开发的重要传统方法。然而，既往研究主要聚焦于环境条件下的PFAS行为，但PFAS在复杂的食品发酵过程中的行为特征和最终的暴露风险，此前仍知之甚少。针对这一科学问题，研究团队构建了一个为期300天还原真实工艺的鱼肉发酵模型系统。此前学界普遍假设发酵食品中的益生菌等微生物可能有助于降低污染物的摄入风险，但该研究发现，传统发酵不仅未能降低PFAS污染风险，反而显著提升了其生物可给性，使其吸收潜力最高提升近100%，多种PFAS同系物在发酵后近乎完全从基质中释放。同时在发酵引发的微生物群落动态演替过程中，研究人员观察到了全氟前体物N-乙基全氟辛基磺酰胺（N-EtFOSA）的微生物转化现象；持久性同系物全氟辛基磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）则表现出极强的稳定性。研究团队进一步结合高通量测序、分子对接和计算机模拟等技术，揭示了发酵放大PFAS生物可给性的双重核心机制：一方面，微生物逐步降解鱼肉基质结构，破坏了PFAS与生物大分子的结合位点，释放出原本被“禁锢”在基质中的结合态PFAS；另一方面，消化过程中，发酵样品的消化液胶束稳定性显著增强，提升了疏水性PFAS的溶解与跨膜转运潜力。在此过程中，PFAS生物可给性的决定因素从发酵前的特异性结合，转变为发酵后的分配行为。该研究首次揭示了发酵过程对于食品中PFAS生物有效性的影响，对于进一步开展真实场景中PFAS的化学品安全评估具有重要的科学意义。论文第一作者为博士生王闻，通讯作者为黎娟副研究员和王亚韡研究员。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的支持。论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c15723环境化学与环境毒理全国重点实验室2026年4月20日<!--!doctype-->
2026-04-20
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生态环境研究中心召开领导班子个别调整宣布会议
4月8日下午，中国科学院生态环境研究中心领导班子个别调整宣布会议在生态科研楼601会议室召开。中国科学院人才与人事局局长房自正、中心领导班子成员、两委委员、支部书记、科研和管理骨干等出席会议。 房自正局长宣读了院党组的决定：许航同志任生态环境研究中心党委书记、副主任。 许航同志作任职发言，首先感谢院党组的信任，院人才与人事局的指导，以及生态环境研究中心的支持，并表示未来将团结协作，全力以赴，履职尽责，推动各项重点工作落实，促进中心高质量发展。一是不断强化党建引领，深入开展树立和践行正确政绩观学习教育，强化生态环境战略科技力量主力军的使命担当；二是持续谋划未来发展，瞄准建成国际一流科研机构，科学谋划，精心组织，确保“十五五”规划落地见效；三是积极服务科研一线，营造潜心致研的良好创新生态，大力弘扬科学家精神，传承中心干事创业的历史基因和特色创新文化。相信生态环境研究中心一定能够不负使命，在科技支撑生态文明和美丽中国建设中取得更大进步。 朱永官主任代表中心领导班子发言，感谢院党组的支持和关爱，选任优秀干部到生态环境研究中心工作。他表示，面向高水平科技自立自强的时代要求，生态环境研究中心需要有更强的危机感、紧迫感，特别是要只争朝夕，探索最前沿的科学难题，追求卓越，真正抢占生态环境科技制高点。生态环境研究中心领导班子将带领广大干部职工，志存高远，励精图治，同向发力，齐心协力，创造生态环境研究中心更美好的明天。 最后，房自正局长指出，2026年是“十五五”开局之年，希望生态环境研究中心领导班子和全体同事认真贯彻落实院工作会议精神，时刻牢记国家战略科技力量主力军的使命担当，精心组织开展树立和践行正确政绩观学习教育，推动生态环境研究中心各项事业更好更快发展，为加快实现高水平科技自立自强和建设科技强国不断作出新的更大贡献。会议现场
2026-04-09
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宋茂勇团队在甲烷高效转化活性位点的精准识别与构建方面取得重要进展
宋茂勇研究团队基于甲烷分子中C–H键键能高、难以活化的特性，明确指出分子筛催化剂中Brønsted酸位点在甲烷活化过程中具有不可或缺的作用。通过与原子级分散的铜、锌金属位点协同作用，团队构建了催化双功能位点协同的微环境，在温和条件下实现了甲烷向高附加值C1含氧化合物的高效、高选择性转化。相关研究成果以“Synergy between Brønsted Acid Sites and Cu/Zn Single-Atom Sites in Zeolite for the Direct Oxidation of Methane”为题，发表于《Journal of the American Chemical Society》（DOI: 10.1021/jacs.5c23094）。甲烷是天然气、页岩气与可燃冰的主要成分，资源储量丰富。若能将其直接转化为易于储存与运输的液体燃料或化学品（如甲醇、甲酸等C1含氧化合物），将对能源结构调整与碳资源利用具有重大战略意义。然而，由于甲烷分子结构高度对称，C–H键能极高，在温和条件下实现其选择性活化并转化为C1含氧化合物，一直是催化化学领域最具挑战性的课题之一。长期以来，金属-分子筛催化剂中的金属位点被视为甲烷活化的催化活性中心，而分子筛骨架中固有的Brønsted酸位点所起的作用则常被忽视。本研究通过对比富含Brønsted酸位点的ZSM-5与无Brønsted酸位点的Silicalite-1载体及其负载的铜催化剂，揭示了Brønsted酸位点能够吸附甲烷分子并诱导其C–H键极化，显著降低后续断键的能垒。研究团队成功将铜和锌以单原子形式精准锚定在ZSM-5分子筛骨架上，制备出Zn1-Cu1/ZSM-5双金属单原子催化剂。原子级分散的铜、锌位点负责高效活化H2O2，生成高活性的·OH和·OOH自由基；·OH与极化的甲烷C–H键相互作用，促进C–H键活化并转化为·CH3自由基，·CH3进一步与·OH和·OOH自由基碰撞生成CH3OH（甲醇）和HCOOH（甲酸），从而显著提升C1含氧化合物的总产率。在50°C、0.4 MPa的温和反应条件下，Zn1-Cu1/ZSM-5催化剂展现出卓越的催化性能，C1含氧化合物的产率显著优于物理混合的Cu/ZSM-5和Zn/ZSM-5催化剂，凸显出双金属单原子与酸位点之间的协同效应。同时，催化剂在循环测试中表现出良好的稳定性。该研究阐明了Brønsted酸位点极化甲烷分子与金属位点促进活性氧物种生成的协同反应机制。图1 Brønsted酸位极化甲烷分子与金属位点促活性氧物种生成的反应机理图中国科学院生态环境研究中心颜子林博士为论文第一作者，中国科学院生态环境研究中心麻春艳研究员和宋茂勇研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c23094环境纳米技术与健康效应重点实验室2026年4月3日<!--!doctype-->
2026-04-03
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发展中国家科学院执行主任Marcelo Knobel访问生态环境研究中心
3月31日下午，发展中国家科学院（The World Academy of Sciences for the Developing Countries，TWAS）执行主任Marcelo Knobel教授应邀访问生态环境研究中心。中心主任朱永官、副主任胡承志、中心科研骨干等18人出席会议。会议由环境科技海外合作中心主任杨敏研究员主持。Marcelo Knobel介绍了TWAS的发展历程与核心使命，强调TWAS已建立起覆盖全球的科学家网络，未来将重点布局气候与健康相关工作。朱永官回顾了中心的发展历程与取得的主要科技成果，他表示中心在气候与健康领域具备扎实的研究基础与独特优势，期待未来与TWAS在相关领域进一步深化合作。胡承志介绍了中心在国际项目合作方面的整体情况，重点分享了与巴西等拉美国家开展合作研究的实践经验与成果，指出后续可进一步深化交流、拓展合作空间。马百文研究员简要介绍了中国科学院-发展中国家科学院水与环境卓越中心（CAS-TWAS CEWE）的主要成果与工作计划。双方就深化合作的有效路径进行了深入交流，一致认为，依托TWAS全球网络，双方可以在前沿研究、专业培训及青年人才培养方面，共同为提升发展中国家科技创新能力做出积极贡献。此次来访是Marcelo Knobel自2024年12月履任TWAS执行主任以来第二次到访中心，充分体现了TWAS对加强与中心务实合作的高度重视，对于深化双方合作关系，共同助力实现联合国可持续发展目标（SDGs），具有重要的意义。访问合影环境科技海外合作中心国际合作处2026年4月2日<!--!doctype-->
2026-04-02
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郑州大学与中心开展“科教融汇协同育人”交流座谈
3月27日上午，郑州大学党委书记李成伟一行到中心开展“科教融汇协同育人”交流座谈。郑州大学党委办公室、研究生院、河南先进技术研究院、农业与生物制造学院和生态环境学院相关人员参加会议。中心主任朱永官、党委副书记许航、副主任胡承志出席会议，中心相关职能部门工作人员、导师代表，以及郑州大学在京的40余名研究生参加会议。会议由许航主持。郑州大学河南先进技术研究院党委书记许群、中心教育处处长连静分别介绍了五年来双方在联合培养研究生和科研合作、平台共建等方面取得的进展与成效，郑州大学学生代表陈淑玮分享了联合培养阶段的收获与感悟，对学校和中心提供的成长平台表示感谢。郑州大学相关部门和学院负责人围绕深化联合培养、拓展科研合作、共建研究平台等提出了具体需求和建议。胡承志希望双方进一步拓展本硕博联合培养合作，联合开展科研攻关和项目申报，实现更高层次的共赢发展。朱永官对郑州大学的多学科优势给予高度评价。他强调，双方要进一步以科教融汇为抓手推进全方位合作，特别是在项目申报、成果出版、团队建设等方面发挥各自的区位优势和人才优势，深化合作，形成联合体，共同产出高水平科研成果，推动学科发展，为河南经济社会高质量发展贡献智慧和力量。李成伟向中心长期以来对学校的支持与帮助表示感谢。他希望双方以此次座谈会为契机，进一步深化合作，构建更加紧密的合作机制，围绕人工智能+生物制造、人工智能+生态环境等领域开展协同创新，推动学科交叉融合与高质量发展，为服务国家重大战略和区域经济社会发展贡献力量。会前，李成伟一行参观了环境化学与环境毒理全国重点实验室、区域环境安全全国重点实验室、区域与城市生态安全重点实验室及中心展厅。交流座谈会现场教育处2025年4月1日<!--!doctype-->
2026-04-01
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贺泓院士团队在Fe(III)加速气液界面S(IV)氧化方面取得重要进展
在国家自然科学基金项目（项目编号：22476201、22188102和22206017）、中国科协青年人才托举工程项目（项目编号：YESS20240368）等资助下，中国科学院生态环境研究中心贺泓院士团队在Fe(III)加速气液界面S(IV)氧化方面取得重要进展（图1）。研究成果以“pH-Dependent Fe(III) Speciation and Concerted Proton-Electron Transfer Mechanism Accelerated S(IV) Oxidation at the Air-Water Interface”为题于近期发表于Journal of the American Chemical Society (DOI:10.1021/jacs.5c21077)，该研究成果被选为补充封面论文（图2）。铁（Fe）作为大气中丰度最高的过渡金属元素，其催化S(IV)氧化的过程对大气硫化学和二次颗粒物生成具有重要意义。尽管已有研究证实该反应在气液界面的速率显著高于体相反应，但其界面加速机制尚不清楚，特别是pH依赖的Fe(III)配位结构演变对该反应过程的调控作用被长期忽视。传统观点通常将低pH条件下氧化速率加快归因于Fe(III)溶解度提高，而忽略了Fe(III)配体的形态差异（与OH-/H2O配位）对电子转移能力的影响，不同pH条件下各Fe(III)物种催化氧化S(IV) 的过程仍不清楚。为揭示气液界面上Fe(III)氧化S(IV)的反应机制，本研究采用理论模拟与实验验证相结合的方法，发现气液界面上低pH条件下S(IV)被Fe(III)物种氧化的反应速率比高pH条件下提升了数个数量级。理论模拟结果表明速率提升主要源于低pH条件形成的高活性Fe(III)形态（[Fe(H2O)5(OH)]2+），其最低未占据分子轨道能级降低显著增强了电子接受能力，从而促进了氧化反应的进行。实验研究直接检测到SO3·-自由基的特征信号峰，且观察到低pH条件下信号强度显著高于高pH条件，为理论预测提供了有力的实验证据。本研究阐明了微液滴体系中Fe(III)催化S(IV)氧化反应的pH依赖，明确了质子耦合电子转移机制在该反应过程中的关键作用，揭示了过渡金属离子形态演变在大气二次颗粒物生成和硫循环过程的重要影响。中国科学院生态环境研究中心李浩副研究员、楚碧武研究员和贺泓院士为论文通讯作者，中国科学院生态环境研究中心与城市环境研究所联合培养博士研究生张晓梦和赤峰学院刘佳荣副教授为论文共同第一作者。论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c21077图1 气液表面不同pH条件下Fe(III)物种氧化S(IV)示意图图2 补充封面大气环境与污染控制实验室2026年3月27日
2026-03-27
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刘刚研究组揭示消防栓超长停滞水质演变特征及其生物-化学共变机制
刘刚研究组联合国内外合作者，基于实际供水系统采样与综合分析，系统揭示了消防栓支管停滞水中的化学—微生物学耦合水质恶化，指出消防栓等饮用水输配系统的非用户终端，可能普遍存在具有代表性的水质演变特征及其生物–化学共变机制。相关研究成果近期以 “Coupled chemical–microbial deterioration in stagnant fire hydrant branches threatens drinking water quality” 为题，发表于《自然·水》（Nature Water）。在饮用水输配系统中，消防栓作为消防应急取水的重要设施，广泛分布于城市管网中。然而，现有关于“停滞水”的研究多集中于用户末端或储水设施，而消防栓在输配系统中形成的非用户末端停滞区却鲜有关注。与用户端停滞水相比，消防栓支管内水体在停滞时间、空间位置及潜在暴露途径等方面均存在显著差异，其水质演变特征及相关过程特性亟需深入研究。图1.停滞水与流动水在微生物、有机质和金属指标上的显著差异研究团队在城市供水系统中，对多处地下消防栓同时采集停滞水与对应流动水样品，综合分析了微生物群落结构、溶解性有机质组成、金属元素变化特征等关键指标。研究发现，与新鲜流动水相比，消防栓停滞水中锰浓度平均升高18倍，总细胞数和微生物活性（ATP 含量）平均升高约40 倍 和 13 倍。尤其值得关注的是，消防栓停滞水中微生物群落结构和溶解性有机质组成均发生了系统性变化，优势细菌类群显著转变；有机质分子层面分析表明，消防栓停滞水中有机质结构由相对氧化向更还原状态转变，反映出明显的生物转化特征。图2.微生物与 DOM 多样性特征、群落组装机制及共现网络分析机制分析表明，水体长期停滞显著增强了微生物过程与有机质转化之间的耦合关系，二者协同驱动了停滞水中化学环境和微生态结构的共变过程。这意味着，消防栓停滞水并非简单的水质变差，而是一个在长期停滞条件下逐步演化的特殊微生态系统。研究从系统层面拓展了对饮用水输配系统水质恶化机制的认识，强调了非用户终端（消防栓）中停滞水对供水安全保障的重要性，为理解饮用水输配系统中的水质恶化提供了新的视角。本研究得到了国家自然科学基金等项目资助。论文第一作者为中心博士生樊梦青和徐强副研究员，通讯作者为刘刚研究员。论文链接：https://doi.org/10.1038/s44221-025-00542-4环境水质学重点实验室2026年3月27日<!--!doctype-->
2026-03-27
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郭雪等在Nature Climate Change发文揭示微生物响应气候变化调控土壤碳库的机制
在全球气候变化背景下，土壤碳库如何响应气候变暖？传统模型预测气候变暖会加速土壤碳损失，但许多野外实验却得出矛盾的结果。这背后的不确定性主要源于气候变暖与其他环境因子（如降水变化）的交互作用，以及微生物机制的缺失。近日，中国科学院生态环境研究中心郭雪研究员与美国科学院院士周集中教授团队联合在国际顶级科学期刊《自然-气候变化》（Nature Climate Change）上发表了一项最新成果。该成果通过一项长期多因子气候变化控制实验，首次揭示了干旱显著放大变暖引起的土壤碳损失，而湿润条件则抑制这种损失。这一发现挑战了矿物结合态有机碳（MAOC）相对稳定的传统认知，并强调了微生物过程在碳-气候反馈中的核心作用。该研究团队通过连续12年（2009-2020年）的系统监测，发现变暖对土壤碳的影响强烈依赖于降水条件：在干旱条件下，变暖使表层土壤碳减少12.2%，主要归因于矿物结合态有机碳的下降（降幅达25.5%）；而在湿润条件下，变暖反而使土壤碳增加6.7%。这种反差与微生物活动密切相关，变暖在干旱条件下显著提高了微生物代谢熵，而在湿润条件下则抑制代谢熵。同时，微生物群落结构和碳降解基因发生显著变化，这表明变暖与降水的交互作用通过改变微生物群落功能间接调控土壤碳损失。研究团队还将这些微生物机制纳入碳库模型，大幅提升了土壤碳动态的预测精度，并大幅降低了参数的不确定性。模型预测表明，在未来升温情景下（如+1.5 oC至+3.5 oC），干旱将持续放大土壤碳损失，而湿润条件下土壤碳变化较小。这警示，随着干旱事件频发，全球变暖可能通过微生物反馈加速土壤碳释放，进而加剧气候变化。综合解析气候变化对土壤碳库影响的方法示意图中国科学院生态环境研究中心欧阳志云研究组郭雪研究员、美国俄克拉荷马大学杨植峰博士和简思扬博士为论文共同第一作者，通讯作者为美国俄克拉荷马大学周集中教授。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41558-026-02584-2区域与城市生态安全全国重点实验室2026年3月17日
2026-03-17
