头条新闻
  • 祝贵兵课题组提出水稻增产同步化肥减量新策略
      中国科学院生态环境研究中心祝贵兵课题组以环境中广泛存在的硝酸盐为起点,突破中性条件下固液界面亲和力弱的瓶颈,开发了可持续的环境硝酸盐选择性还原为铵技术,实现了水稻增产、化肥减量和地下水硝酸盐污染减缓的三重效果。相关研究成果以直接投稿的方式发表在国际权威学术期刊《PNAS》(2023, 120, e2209979120;2024, 121, e2408187121)上。  氨,不仅是一种具有高能量密度的能源载体,而且是用于制造农业化肥的重要化学品。一百年来,传统的大规模合成氨主要依靠哈伯工艺(N2+H2→NH3),然而该方法需要高温(>500 ℃)高压(>200 atm),每年净排放4.2亿吨CO2当量(约占全球能源的1-2%)。另一方面,含氮肥料的过度使用和工业废水的排放,导致硝酸盐在环境中迅速积累,严重危害人体健康和生态系统平衡。近年来,电化学硝酸盐还原制氨被认为是一种绿色的替代方案。然而,当前研究主要在强酸或强碱性条件下进行,而对于中性条件下的研究鲜有报道。这是因为中性条件下界面硝酸根离子亲和力弱,导致还原效率低。  受自然界广泛存在的Fe(II)离子启发,课题组提出固液界面原位调控策略,以自然界广泛存在的羟基氧化铁(FeOOH)作为Fe的“源”,利用电的作用原位生成Fe(II)离子层,有效减弱界面静电斥力,强化硝酸根离子的界面聚集效应,进而极大提高了硝酸盐的还原效率,实现了迄今为止最高的氨产率之一。研究成果在理论上补充了经典电化学双电层模型中关于吸附的相关理论(PNAS, 2023, 120, e2209979120)。图1高氨产率的新界面调控策略  水稻是全球三大主粮之一,稻米养活了全球超过一半的人口。水稻是一种喜铵的作物,而稻田灌溉水是硝酸盐的“储存库”。据此,课题组提出将稻田灌溉水的硝酸盐转化为铵,从而促进水稻氮吸收并代替部分化肥的新策略。由于分蘖期是水稻吸收氮素最多的时期(>90%),课题组重点在分蘖期进行硝酸盐还原为铵的操作,替代分蘖期施肥。盆栽实验表明这个新策略实现了水稻产量提高超过20%,并减少了50%的化肥使用。图2利用电化学技术将硝酸盐转化为铵的策略  自然界中硝酸盐更容易被还原为氮气而不是铵。如何将硝酸盐还原为铵是上述策略成功的关键,这也对我们提出了挑战。在前期关于羟基氧化铁(FeOOH)的研究基础上,课题组巧妙的将单原子铁催化剂嵌入电化学技术中,充分利用单原子铁的强还原能力实现了高选择性的实际稻田灌溉水中硝酸盐快速还原为铵(选择性大于90%)。接着,科研人员通过15N同位素示踪技术证明了超过80%的环境硝酸盐中的氮素被水稻吸收利用,从而为水稻提供了可持续的氮供应。  水稻的化肥利用效率仅有30-40%之间,稻田里大部分氮以硝酸盐的形式淋溶地下水,导致地下水硝酸盐超标,威胁地下水饮用水安全。课题组开发的环境硝酸盐选择性还原为铵技术独辟蹊径,将“不好吃”的硝酸盐转化为“好吃”的铵,既促进了水稻氮吸收,又减少了外源氮素输入,并阻止了水体中超过70%的硝酸盐淋溶地下水。同时,相对于传统的尿素施肥,这项技术可以节约19%的成本并提高27%的收益。研究结果首次将电化学技术用于农田灌溉水处理,是一项典型的学科交叉研究,为保障粮食安全同步环境污染治理提供了一个新思路。  论文第一作者为刘春雷副研究员,祝贵兵研究员为通讯作者。  文章链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2209979120#core-collateral-metricshttps://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2408187121#core-collateral-metrics环境水质学国家重点实验室2024年12月17日
    2024-12-17
  • 中国科学院大学增列资源与环境博士专业学位授权点专家论证会顺利召开
    2024年12月11日,中国科学院大学增列资源与环境博士专业学位授权点专家论证会在中心召开。专家组组长由中国工程院院士、全国工程专业学位研究生教育指导委员会委员、北京工业大学校长聂祚仁教授担任,专家组成员有:全国工程专业学位研究生教育指导委员会委员、福州大学副校长杨黄浩教授,中国地质大学(北京)副校长刘大锰教授,北京林业大学副校长张志强教授,中国安全生产科学研究院院长周福宝教授,中国科学院电工研究所副所长马衍伟研究员,中国科学院大连化学物理研究所副所长王峰研究员。中国科学院大学副校长林晓教授、学位办公室主任乔晗教授、规划办公室副主任赵永利,中心党委副书记、纪委书记占剑,中心副主任宋茂勇研究员以及中心和部分培养单位的学科专家和教育管理干部共计40余人参加会议。会议由占剑主持。林晓介绍了国科大专业学位授权点的发展历程和工作进展,分享了国内专业博士的现状和未来发展趋势,并恳请专家组对国科大博士专业学位授权点建设给予指导,促进国科大提升人才培养质量。论证环节由专家组组长聂祚仁主持。宋茂勇从新增资源与环境博士专业学位点的必要性与可行性、建设目标、学科方向、教师队伍、人才培养、科学研究、资源需求与配备措施、质量管控与评估八个方面详细介绍了学位授权点增列情况。专家组经讨论一致认为:中国科学院大学资源与环境领域师资力量雄厚,人才培养方向优势突出、特色鲜明;拟增列的学位授权点达到了资源与环境博士专业学位授权点的条件,建议增列该专业学位授权点。此外,专家围绕学科方向设置、课程体系建设、学位成果认定、实践基地建设等展开交流讨论,并提出了中肯的意见和建议。生态环境研究中心作为中国科学院大学增列资源与环境博士专业学位授权点的牵头单位,负责全程组织增列工作。增列资源与环境博士专业学位点,不仅是支撑国家生态文明建设和抢占科技制高点的迫切需求,同时对完善优化中国科学院大学学科布局具有重要意义。论证会会场教育处2024年12月13日<!--!doctype-->
    2024-12-13
  • 化学品评估研究室在复合污染物暴露的主要毒性物质筛查中取得新进展
    轮胎颗粒作为微塑料已经成为环境中重要的污染物,一旦进入水体中会浸出多种污染物,如何从这些污染物中筛查出主要毒性物质是需要解决的一个关键科学问题。本研究室利用以有害结局路径(AOP)为导向的分析方法揭示了轮胎浸出液中对斑马鱼造成毒性效应的主要污染物。首先将基于环境浓度的轮胎浸出液暴露于斑马鱼胚胎仔鱼,形态学和行为学分析表明,斑马鱼眼睛损伤和趋光性异常是主要的有害结局(AO);对眼睛进行组织病理学检查发现感光细胞的减少造成了视网膜外核层和色素上皮层厚度变薄,感光细胞分化过程受到抑制;利用转录组和代谢组联合分析的方法揭示了轮胎浸出液暴露主要对光传导和神经系统造成损伤,甲状腺系统在调控感光细胞增殖分化过程中起到重要作用,其中对甲状腺过氧化物酶(TPO)活性的抑制是重要的分子起始事件(MIE)之一,以此构建了轮胎浸出液对斑马鱼眼睛损伤的AOP。图1 轮胎浸出液对斑马鱼胚胎仔鱼眼睛发育损伤的有害结局路径(AOP)进一步,为了筛查轮胎浸出液中造成斑马鱼眼睛损伤的主要污染物,首先利用高分辨质谱共鉴定出轮胎浸出液中42种主要污染物;基于AOP中的MIE,通过图神经网络模型和分子对接模拟,最终锁定了MBT是主要的TPO抑制剂;并通过体内试验验证了高通量筛查方法的准确性,解析了MBT暴露对斑马鱼眼睛损伤的毒性分子机制,证明了MBT在环境浓度下就可以对斑马鱼的眼睛造成明显损伤。另外,已有文章指出轮胎浸出液中的新型污染物6PPD也具有甲状腺干扰效应,从关键事件(KEs)出发,通过分子对接模拟和体外细胞测试发现6PPD及其光解产物6PPDQ均可以干扰甲状腺受体(TR)的活性,是潜在的TR拮抗剂。通过体内暴露实验和因果关系验证发现,6PPD而非6PPDQ可以作为TR拮抗剂,通过降低视蛋白丰度,抑制锥体感光细胞增殖,从而改变视网膜层结构,最终导致斑马鱼形成小眼症。通过以上工作,我们确定了轮胎浸出液中的MBT和6PPD是造成斑马鱼眼睛损伤的主要毒性物质,并解析了毒性作用的AOP。图2 轮胎浸出液中对斑马鱼胚胎仔鱼造成眼睛发育损伤的主要污染物筛查以上工作通过高内涵方法构建复合污染物的AOP,不仅可以精准评估复合污染的分子机制,而且可以通过AOP中的MIE和KEs,利用高通量技术筛查主要的毒性物质,为复合污染物中的主要毒性物质筛查提供了新的思路,服务于新污染物筛查和治理的需求。相关研究成果发表于Environment International, Journal of Hazardous Materials 和Environmental Science & Technology。以上系列研究工作的第一作者是本研究室的常静助理研究员,并得到了王子健研究员和万斌副研究员的指导。相关论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412023003264https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389424010409?via%3Dihubhttps://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c11264化学品环境风险评估研究室2024年12月11日<!--!doctype-->
    2024-12-11
  • 葛源研究组揭示土壤微生物多样性丧失削弱土壤缓冲气候变化的能力
    中国科学院生态环境研究中心葛源研究组研究发现土壤微生物多样性丧失限制了土壤缓冲气候变化的能力,相关成果发表于Global Change Biology。土壤碳储量巨大,约是大气碳库的3倍,通过与大气碳交互深刻影响全球气候变化。传统气候模型预测,全球变暖会加速土壤碳分解,释放更多的二氧化碳到大气中,进一步加剧全球变暖趋势。土壤微生物是土壤碳分解和呼吸作用的主要执行者,可能通过对变暖的适应性响应,缓解或加剧变暖导致的土壤呼吸增加。这种调谐作用能够改变土壤呼吸对全球变暖的反馈,进而缓解或加剧全球变暖趋势。然而,当前的气候模型较少纳入微生物特征参数,增大了模型预测的不确定性。根本原因在于,尚不清楚微生物特征如何改变土壤呼吸对长期变暖的响应模式,其机制是什么?该研究通过人工构建微生物多样性梯度,揭示土壤微生物多样性丧失会减弱土壤呼吸的热适应,进而削弱土壤缓冲气候变化的能力(图1)。当微生物多样性丧失时,能够适应更广泛温度范围的泛化种比例减少,导致微生物群落适应温度变化的能力减弱,无法缓解甚至加剧变暖导致的土壤呼吸增加,从而使更多的二氧化碳释放到大气中。该研究表明全球变化引发的微生物多样性丧失可能会削弱土壤缓冲气候变化的能力,对于将微生物群落特征纳入气候模型以准确预测未来气候变化趋势具有重要意义。上述研究得到国家自然科学基金、中国科学院前瞻战略科技先导专项(A类)等项目资助。文章链接:https://doi.org/10.1111/gcb.17601图1 土壤微生物多样性调控呼吸热适应的机制概念图土壤环境科学与技术实验室2024年12月6日<!--!doctype-->
    2024-12-06
  • 中心与北京林业大学第一届“生态环境菁英班”开班仪式举行
    11月27日下午,中心与北京林业大学联合共建的第一届“生态环境菁英班”(以下简称菁英班)开班仪式在北京林业大学综合楼举行。中心主任、中国科学院院士朱永官,中心党委副书记、纪委书记占剑,北京林业大学党委书记王洪元,副校长张志强出席仪式。42名第一届菁英班全体学员,以及中心和北京林业大学相关部门负责人和工作人员参加仪式。仪式由北京林业大学副校长张志强主持。王洪元在致辞中指出,学校贯彻落实党的教育方针,坚持立德树人根本任务,联合生态环境中心设立菁英班,旨在融汇科教资源,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,培养能够参与全球竞争、为现代化强国建设出力、为中华民族伟大复兴做贡献的栋梁之材。占剑在致辞中表示,热烈祝贺和欢迎首届菁英班学员到中心学习交流,中心将大力支持菁英班建设,配备优秀导师,开放高水平科研平台,帮助学生树立科技报国志向、提升科研素养、增强创新能力,促进教育、科技、人才“三位一体”协同高质量发展。开班仪式上,朱永官院士以《生态系统微生物组与人类健康》为题做第一课报告,报告内容展现了国际科学前沿,富有学术思辨,为菁英班学员带来首场“学术大餐”。报告后,学员们与朱院士积极进行学术探讨和交流,现场气氛活跃。在菁英班首次班会中,双方部门负责人对学生重要关切问题依次解答,双方班主任分别介绍了菁英班的实施方案和未来班级管理等方面情况。设立菁英班是落实中心与北京林业大学签署全面战略合作协议的重要举措,也是深化与高校科教融汇、构建贯通式联合培养育人模式的创新与尝试,旨在通过双方优势互补、资源共享,提升拔尖创新人才培养质量,服务国家生态文明建设。开班仪式现场朱永官院士做开班第一课报告教育处2024年12月2日
    2024-12-02
  • 先导引领,创新启航——中国科学院B类先导专项“我国典型新污染物风险识别与控制前沿技术”启动会暨2024年度工作会顺利召开
    11月28日,中国科学院战略性先导科技专项(B类)“我国典型新污染物风险识别与控制前沿技术”启动会暨2024年度工作会在中国科学院生态环境研究中心(以下简称“中心”)顺利召开。中国科学院可持续发展研究局大气海洋与生态环境处处长任小波、江桂斌院士、指导专家,以及专项各级负责人、核心骨干、中心职能部门相关人员80余人参会,会议由中心科技开发处处长张洪主持。江桂斌院士回顾了中心在新污染物研究方面做出的奠基性贡献,同时也指出了该领域面临的问题与挑战,希望专项组在项目实施过程中,进一步聚焦国家需求,以更高标准和更严要求来推进专项执行,加快前瞻性基础研究、引领性原创成果的重大突破,为我国新污染物治理发挥科技支撑作用。任小波在发言中强调,要加强协同创新,将专项研究工作与重点实验室建设紧密结合,转变科研组织模式,形成创新合力;要坚持出成果与出人才并重,加强人才队伍建设,推动重大成果产出,不断巩固和提升我院在新污染物研究相关领域的优势地位。专项负责人王亚韡研究员围绕专项研究目标、总体思路、研究方案、技术路线、预期成果和年度重要进展进行了汇报。四位项目负责人阮挺研究员、廖春阳研究员、宋茂勇研究员和祝贵兵研究员分别汇报了项目的基本情况、研究进展及工作基础、人才队伍与条件保障等内容。与会专家充分肯定了专项的立项意义,认为专项研究目标明确、技术路线清晰,并在关键科学问题凝练、项目间协调配合、标志性成果产出、专项成果应用等方面提出了宝贵的意见和建议。王亚韡研究员代表专项向专家表达衷心感谢,并表示专项将认真吸收专家的指导意见,确保专项按计划、高质量的实施。中心还在会后组织了先导专项档案管理和知识产权专题培训,旨在进一步提升专项档案管理能力,加强专项知识产权布局、保护和管理水平,为专项顺利实施和重大科技成果转化保驾护航。与会专家合影任小波处长致辞江桂斌院士致辞专项负责人王亚韡研究员汇报科技开发处2024年11月30日<!--!doctype-->
    2024-11-30
  • 中心主办期刊Journal of Environmental Sciences (JES)入选“中国科技期刊卓越行动计划二期”英文领军期刊项目
    11月15日,中国科技期刊卓越行动计划办公室发布的“中国科技期刊卓越行动计划二期”项目完成公示。中心主办的Journal of Environmental Sciences (环境科学学报(英文版),JES)入选英文领军期刊项目。中国科技期刊卓越行动计划由中国科协、财政部、教育部、科技部、国家新闻出版署、中国科学院和中国工程院联合实施,旨在加快培育世界一流科技期刊,持续增强我国科技期刊的学术引领力与国际影响力,服务科技强国建设。该计划以5年为周期,面向全国科技期刊系统构建支持体系,是迄今为止我国在科技期刊领域实施的力度最大、资金最多、范围最广的重大支持专项。2019年起开始实施中国科技期刊卓越行动计划一期项目。2024年是中国科技期刊卓越行动计划二期启始年,共设置英文单刊、中文单刊、高起点新刊、高水平办刊人才培育、集群(集团)化试点5个子项目。经项目申报、资格审查、答辩会评和结果复核,中国科技期刊卓越行动计划二期(2024-2028年)产生入选项目共计463项,其中英文领军期刊项目50项。JES入选英文领军期刊项目是对其学科引领力和学术影响力的高度肯定。未来JES将继续围绕国家环境保护重大战略需求,推动环境综合治理;不断争取和刊发国际一流研究成果;力求跻身并稳定在世界一流科技期刊行列,为科研人员获取高质量学术资源、开展高水平学术交流提供专业服务,为高水平论文在国内期刊优先发表提供平台支撑。衷心感谢中心领导和专家同仁对JES长期以来的大力支持!JES官方网站:www.jesc.ac.cnJES投稿网站: https://www.editorialmanager.com/jescJES期刊主页:https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-environmental-sciences文献信息与学术传播中心2024年11月22日
    2024-11-22
  • 中荷“绿色水过程”项目联合启动会成功举办
    11月18日至19日,由中国科学院(CAS)、荷兰科研组织(NWO)共同资助的“绿色水过程”项目联合启动会在中国科学院生态环境研究中心成功举行。中国科学院国际合作局、中国科学院生态环境研究中心、中国科学院城市环境研究所、中国科学院重庆绿色智能技术研究院、荷兰代尔夫特理工大学、荷兰瓦格宁根大学、荷兰莱顿大学、荷兰格罗宁根大学50余名科研人员和北京自来水集团等相关企业代表参会。中国科学院生态环境研究中心主任朱永官院士、荷兰驻华大使馆参赞Esmé Cartens及中国科学院国际合作局和荷兰科研组织的与会代表分别致辞,共同展望了“绿色水过程”项目的广阔前景和深远意义。WATERSMART、AQUIPURA、FOREWARD、DDTClean四个课题分别就各自的研究计划、研究进展及双边开展合作情况进行了详细介绍。在海报展示环节,中荷双方青年科研人员及学生积极互动,围绕绿色水处理技术展开了热烈讨论,学术交流氛围浓厚。为确保项目的高效、高质量推进,会议特别邀请了相关自来水公司参与讨论,详细介绍了实际应用中遇到的问题。随后,四个课题分别开展了内部讨论交流,旨在保障课题正常执行的同时,聚焦水处理过程中的突出问题,特别是新污染物防控。本次“绿色水过程”项目联合启动会的成功举办,促进了中荷科学家在绿色净水工艺之间的学术交流与合作,对于开发绿色净水技术、人工智能赋能水处理以及强化去除新污染物,具有积极的意义。未来,双方将继续加强项目合作,共同推动水处理技术的创新与发展,为全球水资源保护和可持续发展贡献智慧与力量。国际合作处环境水质学国家重点实验室2024年11月22日
    2024-11-22
  • 曲久辉院士荣获诺贝尔可持续发展基金会2024年度可持续发展奖
    当地时间11月20日,诺贝尔可持续发展基金会在美国旧金山召开诺贝尔可持续发展峰会,期间举行了2024年度可持续发展奖颁奖仪式,将可持续发展杰出研发奖授予中国科学院生态环境研究中心研究员曲久辉院士,以表彰他在饮用水安全保障研究和应用方面取得的杰出成就。今年是该奖项首次在水研究领域颁发,体现出对中国水科技巨大进步的认可。加州大学伯克利分校Slav W. Hermanowicz教授代表可持续发展奖评委会,介绍了曲久辉院士在“从源头到龙头”饮用水净化、水生态保护以及污水资源概念厂等方面的成就。随后,诺贝尔可持续发展基金会主席彼得·诺贝尔向曲久辉院士颁奖。曲久辉院士在发言中表示,十分荣幸能够获得可持续发展奖。他结合具体案例,分享了团队在水处理技术研发与工程应用方面的成功经验。他指出,水是保障可持续发展的重要战略资源,水科技发展将惠及全球众多发展中国家,并期待与更多机构开展合作,为全球水危机提供“中国方案”。可持续发展奖由诺贝尔可持续发展基金会于2022年设立,分设实施领导力奖、杰出研发奖和特别贡献奖。杰出研发奖聚焦于应用科学,奖励全球范围内最具影响力的可持续发展技术,包括能源、水和农业等领域。诺贝尔可持续发展基金会主席彼得·诺贝尔向曲久辉院士颁奖环境水质学国家重点实验室2024年11月21日
    2024-11-21
  • JES-2023年度SCI影响因子5.9(Q1区)
    6月20日,科睿唯安(Clarivate Analytics)发布了2023年度期刊引证报告(Journal Citation Reports,JCR),由生态环境研究中心主办的期刊Journal of Environmental Sciences (JES)2023年度SCI影响因子5.9(分母文章数1072篇)。在环境科学学科领域中JES影响因子排名为62/358(Q1区),总被引用频次21394次。JES编辑部借此机会感谢中心的老师和学生对JES所做的贡献。文献信息与学术传播中心2024年6月22日
    2024-06-22