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中国科学院大学2026 年“生态环境与健康”研究生学术论坛成功举办
9月28日，中国科学院大学2026 年 “生态环境与健康” 研究生学术论坛在生态环境研究中心举办。本次论坛以传承科学家精神、促进跨学科思想碰撞、提升研究生人才培养质量为宗旨，吸引全国多所高校与科研院所师生齐聚一堂，共赴学术盛宴。生态环境研究中心主任、中国科学院院士朱永官，中心党委书记、副主任许航，中心研究员、中国科学院院士傅伯杰，中国科学院大学资源与环境学院副院长刘文彬，北京林业大学环境科学与工程学院副院长张盼月，北京林业大学水土保持学院副院长高广磊出席论坛开幕式。生态环境研究中心党委委员刘倩主持开幕式。朱永官在致辞中指出，本次论坛旨在传承科学家精神，为培育德才兼备的青年科技人才助力。他强调，科研工作者要厚植家国情怀，立足祖国大地；青年学者要锤炼过硬本领，坚持独立思考与批判性思维，敢于挑战权威、拓展认知边界，着力提升科学叙事能力，讲好科学故事，推动中国生态环境领域科学工作者在国际舞台中发挥更大作用。刘文彬和张盼月分别代表协办单位致辞。他们表示，未来将持续深化科教融合，全力支持生态环境研究中心举办研究生学术交流活动，助力青年学子成才。特邀主旨报告环节，傅伯杰以《从黄土高原走向全球》为题，系统梳理了生态系统研究从区域实践到全球视野的发展脉络，深入解读了生态环境保护与可持续发展的核心内涵。他将宏观战略与科研实践紧密结合，既展现了生态学研究在服务国家需求与全球治理中的重要意义，也为青年学子如何开启科研人生、行稳致远提出了宝贵建议，寄望青年一代坚定学术志向、勇担时代使命。中心研究员、环境化学与环境毒理全国重点实验室主任王亚韡以《典型污染物的全球大气迁移机制研究》为题，系统阐释了污染物在大气环境中的迁移转化规律及其环境效应，呈现了新污染物全球治理的前沿方向。报告既聚焦科学问题，又回应现实关切，拓展了师生对全球环境变化与污染治理的认知视野。中心研究员、区域环境安全全国重点实验室环境水质学重点实验室副主任刘刚以《水系统的悖论：更好系统的潜在风险》为题，深入剖析了水系统治理中复杂而深刻的矛盾关系与潜在风险，为水环境系统优化治理提供了全新思路。报告视角独特、发人深省，引导师生重新审视“优化”与“风险”之间的辩证关系。三场报告站位高远、内容详实，既有理论深度，又有现实关怀，在场师生深受启发。中国科学院大学“两弹一星”精神宣讲团成员带来题为《等待》的宣讲，通过深情讲述“两弹一星”元勋邓稼先以身许国、攻坚克难的奋斗历程，生动诠释了爱国奉献、勇攀高峰的科学家精神。宣讲引导广大科研工作者厚植家国情怀，将个人学术追求自觉融入国家发展大局，在新时代科技强国征程中勇担使命、砥砺前行。研究生口头报告环节围绕“新污染物与人体健康”、“生态安全与可持续发展”、“多介质污染防控与治理”三大主题，分设四个分会场同步开展。来自全国各高校与研究所的79名研究生们依次登台汇报个人研究思路、研究方法与阶段性科研成果；各分会场评审专家逐一点评，从研究设计、逻辑论证、创新价值等维度给出针对性指导建议。参会师生充分交流探讨，在思想碰撞中拓宽学术视野、激发创新灵感。经过评审，各分论坛评选出最佳口头报告奖和优秀口头报告奖，评审专家为获奖同学颁发荣誉证书并合影留念。论坛同步设置墙报交流环节，覆盖三大研究方向，汇集78名研究生的最新研究成果。一幅幅墙报图文并茂，集中展示了青年学子在相关领域的科研探索与创新实践。参会师生驻足墙报前，围绕研究思路、实验方法、数据分析和应用前景等展开热烈交流与深入研讨，现场学术氛围浓厚。经现场投票，最终评选出优秀墙报奖。本次论坛由中国科学院大学主办，中国科学院生态环境研究中心承办，北京林业大学、中国科学院大学资源与环境学院、中国科学院城市环境研究所协办，吸引了来自全国27所高校和科研院所的135名研究生积极参与，为全国生态环境领域青年学子搭建了展示成果、交流思想的平台。与会研究生围绕前沿科学问题与热点研究方向，在报告、墙报和研讨等环节中充分展示科研进展、碰撞学术观点，展现出扎实的学术素养与活跃的创新思维。论坛有效促进了跨单位、跨学科、跨地域的学术交融，进一步弘扬了科学家精神，营造了开放包容、互学互鉴的良好学术氛围，为提升研究生人才培养质量、储备青年科研人才注入了持久动力。刘倩研究员主持开幕式朱永官院士致辞刘文彬副院长致辞张盼月副院长致辞傅伯杰院士作报告王亚韡研究员作报告刘刚研究员作报告“两弹一星”精神宣讲论坛主会场学术报告分会场墙报展示与交流教育处2026年9月30日<!--!doctype-->
2026-09-30
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高明等在PNAS发文揭示PFOS暴露抑制抗病毒免疫增加病毒感染易感性
近日，环境化学与环境毒理全国重点实验室刘思金课题组高明研究员等在环境污染物损害抗病毒免疫的机制研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Perfluorooctane sulfonate targets IRF3 to impair innate antiviral immunity”为题，发表于《Proceedings of the National Academy of Sciences》（DOI: 10.1073/pnas.2536274123）。病毒感染可引发严重疾病甚至死亡。除遗传因素外，环境因素在影响病毒感染易感性及疾病严重程度方面也发挥重要作用。流行病学和实验研究表明，全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate，PFOS）作为一种典型的全氟和多氟烷基物质（PFAS），其暴露具有免疫毒性，并能够影响先天性和适应性免疫。然而，PFOS如何影响先天抗病毒免疫，以及其暴露是否会增加病毒感染易感性，仍缺乏明确的机制证据。阐明PFOS暴露损害抗病毒免疫的作用机制，对于理解环境因素在病毒感染中的作用及开展相关健康风险评估具有重要意义。针对这一科学问题，研究团队整合多组学分析、体外与体内实验以及人群关联研究，系统解析PFOS对先天抗病毒免疫的影响及其分子机制。研究首先通过多组学分析发现，PFOS暴露可显著扰动抗病毒免疫相关网络。进一步利用有限蛋白水解-质谱联用（LiP-SMap）技术筛选潜在直接作用靶点，鉴定出先天抗病毒免疫反应关键转录因子干扰素调节因子3（interferon regulatory factor 3，IRF3）为PFOS的重要作用靶点。体外和体内实验进一步证实，PFOS可直接结合IRF3并改变其构象，进而干扰IRF3与TBK1的相互作用，抑制病毒感染过程中IRF3的磷酸化、二聚化及核转位，最终削弱I型干扰素介导的先天抗病毒免疫反应。在人群研究方面，研究团队基于NHANES数据库对1,179名参与者开展关联分析，发现血清PFOS水平与抗风疹病毒和麻疹病毒抗体水平呈负相关。对111名病毒感染患者的临床数据进行分析发现，在呼吸道合胞病毒（RSV）、流感病毒和乙型肝炎病毒（HBV）感染患者中，较高的血清PFOS水平与较高的病毒载量相关。上述研究为认识环境污染物影响病毒感染易感性的生物学机制提供了新的证据，也为PFOS健康风险评估和公共卫生管理提供了科学依据。图1：多组学、体内外模型与人群关联研究揭示：PFOS靶向IRF3抑制I型干扰素，促进病毒复制该论文第一作者为中国科学院生态环境研究中心博士生梁秋菊，中国科学院生态环境研究中心高明研究员、福建农林大学郭桂杰研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（22222611和U24A20771）等项目的支持。论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2536274123环境化学与环境毒理全国重点实验室2026年9月24日
2026-09-24
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中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士荣获2026年沃尔沃环境奖
2026年9月23日，沃尔沃环境奖基金会（Volvo Environment Prize Foundation）正式宣布，2026年沃尔沃环境奖授予中国科学院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员傅伯杰，以表彰其在社会-生态系统与可持续性科学领域的开创性贡献和将地方生态恢复与全球可持续发展相联结的卓越能力。沃尔沃环境奖由沃尔沃集团于1988年捐资创立，1990年首次颁奖，是国际环境科学与可持续发展领域最具影响力和声誉的奖项之一，被誉为环境与可持续发展领域的“诺贝尔奖”，旨在表彰在环境与可持续发展领域作出卓越科学发现和创新贡献的个人。傅伯杰院士长期潜心于地理学与景观生态学综合研究并应用于生态保护恢复实践，通过野外观测与调查、遥感监测和模型发展等多种手段，创立了“格局-过程-服务-可持续性”的综合分析方法，在黄土高原土地利用类型、坡面、小流域和区域多个尺度上开展了土地利用结构与水土过程的相互作用研究，系统阐明了土地利用格局对土壤水分、养分和土壤侵蚀过程的影响；发展了生态系统服务权衡分析方法，揭示了植被恢复过程中固碳与产水服务的权衡关系及其时空变异规律，确定了黄土高原植被恢复的水资源承载力阈值；研发了区域生态系统服务综合评估与优化模型系统，提出了面向生态系统服务多目标优化的土地利用配置方案。相关研究开创了景观尺度社会-生态恢复，研究成果为黄土高原生态保护恢复政策制定以及退耕还林还草工程实施提供了关键科学依据。傅伯杰院士将土地退化修复、生态系统服务和可持续发展的研究从黄土高原扩展到全球干旱区，他发起和领导了全球干旱生态系统国际大科学计划（Global-DEP），入选联合国“科学促进可持续发展十年计划”；提出了解析可持续发展目标（SDGs）之间复杂关系的分类框架和整体实现可持续发展目标的系统方案，揭示了不同可持续发展目标间的协同和权衡关系及其时空变化特征；促进了中国和世界发展中国家及地区的生态系统恢复和可持续管理，产生了广泛的学术和社会影响。沃尔沃环境奖评审委员会高度认可傅伯杰院士在社会-生态系统与可持续性科学领域的开创性贡献，以及他将地方生态恢复与全球可持续发展相联结的卓越能力。评审委员会特别指出，傅伯杰院士在黄土高原和其他干旱区的工作，为全球南方国家类似的生态恢复项目与政策制定树立了典范，并成为景观尺度社会-生态恢复的全球先驱，推动了基于科学的人类福祉提升路径及2030年后可持续发展议程。国际地理联合会前主席、南非科学院院士、开普敦大学荣退教授、南京大学教授Michael Meadows表示，傅伯杰院士及其团队通过严谨的科学研究、长期野外观测和创新的景观尺度分析，为黄土高原的生态恢复提供了科学依据。这一崇高荣誉既是对他卓越科学成就和深远实践影响的充分肯定，也是对他长期致力于推动人与自然建立更可持续关系的高度认可。全球干旱生态系统国际大科学计划共同主席、澳大利亚新南威尔士大学教授David Eldridge表示，傅伯杰院士始终高度关注干旱区面临的挑战，推动科学研究贴合现实需求，以应对土地退化、气候变化和可持续发展等问题和挑战，这一重要奖项是对他富有远见的领导力和对全球干旱区科学深远影响的充分肯定。2026年沃尔沃环境奖颁奖典礼和学术研讨将于11月初在瑞典斯德哥尔摩举行。获奖链接：https://www.environment-prize.com/laureates/bojie-fu/区域与城市生态安全全国重点实验室2026年9月23日
2026-09-23
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贺泓院士团队在双功能Ce-OH位点构筑及其活化O2与甲醇氧化机制方面取得新进展
近日，中国科学院生态环境研究中心贺泓院士团队在双功能Ce-OH位点构筑及其活化O2与甲醇氧化机制方面取得重要研究进展，成果以“Overcoming the Oxygen Activation Barrier: Dual-Functional Ce-OH Sites for Methanol Adsorption and Oxidation”为题，发表于Journal of the American Chemical Society。构建耦合反应物吸附与O2活化的双功能活性位点，是规避扩散限制，提升催化性能的重要策略。金属羟基位点（M-OH）因其独特的局域电子结构和配位环境，既可通过氢键促进反应物吸附，也可通过质子耦合电子转移直接参与反应。然而，单一的M-OH位点能否同时实现反应物分子吸附与O2活化的双重功能，仍存在认知的空白。这一空白的关键性在于：O2活化受基态O2自旋禁阻的动力学能垒制约；在众多的多相催化反应中，反应物分子的吸附与活化往往发生在空间和化学性质迥异的位点上，催化反应的进行依赖位点间的协同，由此带来扩散限制并降低反应效率。针对这一空白，研究团队以甲醇氧化为模型反应，结合理论计算和原位实验研究，创新性地揭示了Ce-OH具有吸附甲醇与活化O2双功能，既降低了O2活化能垒，又改变了甲醇氧化的反应能垒与路径，从而显著提高了催化氧化甲醇活性与寿命。研究团队通过离子交换将Ce引入ZSM-5分子筛的Brønsted酸位, 在Ce-ZSM-5-IE催化剂上成功构筑了Ce-OH活性中心，证实了Ce-OH类型包括Z[Ce4+(OH)3]⁺和Z2[Ce4+ (OH)2]2+。其中，Z[Ce4+(OH)3]⁺可将O2活化能垒降低至1.12 eV，显著低于ZSM-5中桥-OH的3.35 eV和CeO2的1.39 eV; 在该位点上，甲醇氧化遵循O2活化和HCHO生成协同进行的反应路径，其中HCHO分解为决速步，反应能垒为1.55 eV。在Z2[Ce4+ (OH)2]2+上，-COOH的分解为决速步，反应能垒为2.18 eV。归一化催化速率进一步表明，Ce-OH物种具有更高的本征活性，是Ce-ZSM-5-IE优异催化性能的主要贡献者。本研究揭示了金属羟基位点上O2活化的原子机制，为设计双功能活性位点的分子筛基催化剂提供了新的理论依据和策略。中国科学院生态环境研究中心郭雪立博士和符瑜博士后为论文共同第一作者，王莲副研究员、马金珠研究员、余运波研究员、贺泓院士为论文通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金（52470133, 22188102, 22472195）的支持。论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c09748大气环境与污染控制实验室2026年9月17日
2026-09-17
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魏源送研究团队在膜生物反应器（MBR）大气泡曝气的临界尺度阈值及低能耗膜污染控制方面取得系列进展
针对污水处理行业减污降碳协同增效需求，聚焦MBR大气泡曝气及其膜污染控制，包括大气泡曝气器、大气泡尺寸和基于大气泡的膜污染控制，中心魏源送研究团队开展了系列研究，近日在大气泡曝气的临界尺寸及其水动力形成机制方面取得新进展。MBR凭借出水水质高、占地面积小等优势，已成为城镇和工业污水深度处理及高品质再生水生产的关键技术。然而，曝气能耗高是制约MBR低碳运行的重要因素，现行的《膜生物反应器城镇污水处理工艺设计规程 T/CECS 152-2017》虽提出膜池宜采用大气泡曝气，但“大气泡”的定义及合理当量直径尚缺乏明确依据。因此，明确大气泡尺寸与水动力行为关系，是优化MBR曝气设计的重要基础。本研究揭示了剪切变稀非牛顿流体中的大气泡运动规律，提出了大气泡临界当量直径判据，并发表在Water Research（2026, 306, 126591）。图1. 不同流体中气泡无量纲直径d’与无量纲上升速度U’的普适标度关系本研究以剪切变稀非牛顿流体为对象，通过高速成像实验和无量纲理论分析，揭示了厘米尺度气泡上升行为与尺寸演变规律。研究发现，气泡上升速度随尺寸增加呈现“对数增长-平台-第二增长”的阶段性变化，并确定约10 cm为大气泡水动力转变的临界当量直径。结合雷诺数（Re）和埃特沃斯数（Eo）的理论分析表明，超过该临界当量直径后，气泡运动由流变特性主导逐渐转变为浮力-惯性作用主导，流体流变影响显著减弱。该研究为明确MBR大气泡定义、优化曝气器设计及降低膜污染控制能耗提供了新认识。团队此前研发了基于虹吸机制与收缩-扩张喷嘴耦合的大气泡脉冲曝气技术，实现了不同尺寸大气泡的稳定可控生成，据此开发了大气泡曝气器（Chemical Engineering Journal，2025, 522, 167216），并揭示了大气泡诱导中空纤维膜振动及微尺度水动力强化的膜污染控制机制，为低能耗膜吹扫策略优化提供了理论支撑（Desalination（2026, 623, 119819）。本研究成果发表于Water Research（2026, 306, 126591），魏源送研究员为通讯作者，博士生张玲萍与郁达伟副研究员为共同第一作者。研究得到京津冀区域综合环境治理国家科技重大专项（2026ZD1212602）的支持。论文链接如下：https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.126591https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167216https://doi.org/10.1016/j.desal.2025.119819水污染控制实验室2026年9月11日
2026-09-11
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中心2026年新生开学典礼暨入所教育顺利举行
9月3日上午，中心2026年新生开学典礼在环境科学楼报告厅举行。中心主任朱永官院士，党委书记、副主任许航出席会议。2025级硕士生、2025级直博生、2026级秋季博士生和新入所联培生共计270余名学生，以及导师代表、教育处工作人员参加会议。会议由连静主持。开学典礼在雄壮的国歌声中正式启幕。中心主任朱永官院士为全体新生带来一堂立意深远的“开学第一课”。他从中国科学院及生态环境研究中心的历史积淀与时代使命讲起，勉励新生树立远大理想，既要笃行不怠、脚踏实地，又要涵养品格、修身立德。他结合自身科研历程分享宝贵感悟，强调远大理想、实干精神和学术品格是通往成功的重要基石。最后，他深情寄语青年学子：将个人志向融入时代洪流与国家大局，锻造批判性思维，坚持不懈，善于凝聚团队合力，在协同创新中书写属于自己的精彩篇章。中心党委书记、副主任许航为新生讲授专题党课《回望强国路 奋进生态行 逐梦新征程》。他从中国科学院作为国家战略科技力量主力军的历史荣光切入，强调其在“两弹一星”等重大工程中的核心作用，并系统回顾了中心的发展沿革、突出贡献及未来愿景，指出中心始终致力为国家生态文明建设提供基础性、战略性支撑。在寄语青年学子时，他勉励大家心怀“国之大者”，传承科学家精神；砥砺“创新之志”，在学术高地中锤炼过硬本领；涵养“君子之风”，在人生关键处守好纪律安全底线。中心环境化学与环境毒理学全国国家重点实验室陆达伟研究员作为导师代表发言。他围绕“发现、同行、坚守”三个关键词，分享了对师生相处与科研求索的深刻思考。他寄语新生：既要善于发掘自身特长，也要主动与导师并肩探索科研难题；同时涵养浩然正气，秉持“不求胜求不败”的处事智慧，在合作与竞争中不断成长。博士生范冬琳作为老生代表发言，以“扎根、打开、同行”分享科研体会。她建议新生正视科研的不确定性，沉心积累、找准节奏，鼓励大家走出实验室，在交流实践中拓宽视野，积极参与集体活动，在研究生这片“旷野”中兼具踏实钻研的定力与拥抱世界的勇气。博士生于汉生作为新生代表发言，他表示，要将个人学术追求与国家发展、人民福祉紧密相连，立足现实需求开展研究，在反复试错中磨砺真本领，以脚踏实地的行动书写无愧于时代的答卷。立足现实需求开展研究，将个人学术追求与国家发展、人民福祉紧密相连。典礼上还举行了中心第三届“最美研究生”颁奖仪式。朱永官、许航为获奖同学颁奖，并勉励全体新生以先进为榜样，积极进取、追求卓越，用奋斗书写青春华章。典礼最后，中国科学院“两弹一星”精神宣讲团刘翠茹、张艺佳分别为新生讲述了科学家赵九章和彭桓武的故事。赵九章胸怀家国、敢闯未知，以毕生心血为我国航天事业奠基；彭桓武淡泊名利、初心纯粹，舍弃优渥条件投身国防科研。两位科学家的感人事迹共同诠释了“两弹一星”科研先辈为国奉献、自力更生的崇高精神，令在场新生深受激励。开学典礼结束后，举办了为期一天半的入所教育。入所教育环节设置了安全专题与学生管理两大培训模块。安全培训涵盖危险化学品安全、防范电信诈骗、网络安全、野外科考安全及科研安全等内容；学生管理培训涉及教育处职能介绍、研途建议、学籍学位管理、教务管理、奖学金评审及奖助学金发放、公寓管理等事项。此外，中心还组织了一系列专题报告，围绕廉洁教育、科研诚信、知识产权、图书馆资源利用、总体国家安全观及保密教育展开。以上报告的主讲人来自综合办公室、科技开发处、纪检监督与审计办公室、基建与后勤处、教育处、文献信息中心、区域与城市生态安全全国重点实验室，以及海淀分局东升派出所。9月4日上午，全体新生参加了公众急救知识及AED使用培训，并聆听了中国科学院心理所张莉老师带来的题为《遇见更好的自己——认识自我，有效沟通》的心理讲座。开学典礼暨入所教育作为中心“三全育人”体系的重要一环，为全体新生标定了精神坐标与行动航向。两日议程虽短，却涵盖了从理想信念到学术规范、从生命安全到心理健康的全面引导。新程已启，未来可期。相信全体新生必将以此为序，在中心的沃土上深耕厚植，以青春之笔书写无愧于时代的科研答卷。新生开学典礼暨入所教育会场朱永官院士讲开学第一课许航书记讲党课导师代表、老生代表、新生代表发言最美研究生颁奖仪式中国科学院“两弹一星”精神宣讲入学教育系列报告公众急救实操演练张莉老师开设心理讲座教育处2026年9月9日
2026-09-09
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李英明等在Nature Health发文揭示空气污染物长期暴露显著增加全球癌症负担
近日，环境化学与环境毒理全国重点实验室张庆华研究组李英明研究员等在全球空气污染暴露致癌风险及癌症负担归因研究中取得重要进展。相关研究成果以“Global cancer burden associated with long-term exposure to ambient air pollution”为题，发表于Nature Health (DOI: 10.1038/s44360-026-00180-4)。癌症是快速增长的全球健康危机，也是仅次于心血管疾病的第二大死因，给全球健康带来了沉重负担。空气污染作为重要环境风险因素，其长期健康危害日益受到关注。当前全球范围内关于空气污染物长期暴露对癌症发生的综合影响，以及其对全球癌症负担的归因研究仍十分有限，缺乏系统性的认识。开展一项能够刻画空气污染长期暴露与癌症发病率的关系，并精准量化人群归因负担的研究，对于制定基于人群的癌症预防策略至关重要。针对这一科学问题，研究团队整合环境流行病学、大气科学与大数据分析技术，基于2000-2020年全球1.09亿新发癌症病例，融合高分辨率（1×1 km）空气污染物浓度、人口分布、气候环境因子及社会经济变量，构建了全球尺度空气污染物长期暴露与癌症发病率的综合评估体系。研究系统解析了PM2.5、O3和NO2长期暴露对癌症的滞后效应及暴露-反应关系，并量化了归因负担。研究发现，长期暴露于PM2.5、O3和NO2均显著增加全球癌症发生风险，其中PM2.5表现出J型剂量-反应特征，而O3和NO2则呈近似线性的风险增加趋势。在全球范围内，PM2.5、O3和NO2浓度每升高10 μg m–3，全癌种（C00-C96/C44）发生风险分别增加16.0%、4.23%和11.7%，分别归因约882万例、259万例和667万例癌症新发病例。研究进一步表明，女性群体对PM2.5和NO2暴露表现出更高的癌症易感性，其总体归因风险显著高于男性。本研究为全球空气污染与癌症负担的精准防控提供了前沿科学证据，也为将空气质量政策纳入癌症预防战略提供了坚实的数据支撑与决策依据。该论文第一作者为中国科学院生态环境研究中心博士生张高信，通讯作者为李英明研究员。本研究由中国科学院生态环境研究中心联合了复旦大学、中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所、伊利诺伊大学芝加哥分校、波士顿大学等合作单位共同完成。研究工作得到了国家自然科学基金等的支持。图. PM2.5、O3和NO2长期暴露与癌症发病率的暴露-反应关系论文链接：https://www.nature.com/articles/s44360-026-00180-4环境化学与环境毒理全国重点实验室2026年9月6日<!--!doctype--><!--!doctype-->
2026-09-06
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彭汉勇课题组||Angew ||工程化引导RNA实现CRISPR单碱基精准识别
2026年8月，中国科学院生态环境研究中心环境化学与环境毒理全国重点实验室江桂斌院士、彭汉勇研究员等系统总结了引导RNA（crRNA）工程化改造提升CRISPR核酸检测特异性的研究进展，重点阐述人工智能与CRISPR技术的深度融合及其在单碱基特异性识别系统理性设计中的应用前景。相关成果以“CRISPR RNA Engineering Enables Single Nucleotide Polymorphism Discrimination in Nucleic Acid Detection”为题，发表于《Angewandte Chemie International Edition》。图1. CRISPR系统中工程化crRNA的设计策略CRISPR/Cas系统依托引导RNA（crRNA）的精准识别和反式切割活性，已成为分子诊断的重要技术平台。然而，其一定程度的错配耐受性限制了单核苷酸多态性（SNP）及低频突变的精准识别。作为决定靶向识别与Cas蛋白构象激活的关键元件，crRNA的序列、结构和化学组成是提升检测特异性的核心。团队从分子识别机制与热力学调控出发，系统总结了crRNA高保真设计策略：通过序列长度、种子区及错配位点优化调控杂交热力学；利用分裂、发卡、环状等结构设计建立多级构象门控，提高非特异性激活的能垒；结合2′-O-甲基化、硫代磷酸酯等化学修饰，进一步提升复杂生物基质中的选择性与稳定性。在此基础上，计算建模、高通量筛选及混合架构等新兴策略进一步突出理论计算与人工智能驱动的理性设计，利用分子动力学、热力学建模和机器学习等手段预测crRNA–靶标相互作用及错配容忍度，并结合高通量实验筛选实现序列的快速迭代优化，从“经验试错”迈向“计算预测—智能设计—实验验证”的闭环研发模式。建立了人工智能赋能的CRISPR高保真设计新范式，为精准SNP分型、低频突变检测及多重POCT诊断提供了新的理论基础和技术路径。论文第一作者为中国科学院大学中丹学院2024届硕士生孙湉锐，通讯作者为中国科学院生态环境研究中心彭汉勇研究员。该工作得到了国家自然科学基金委面上项目、国家重点研发计划、中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项（B类）、青年基金等项目的支持。CRISPR RNA Engineering Enables Single Nucleotide Polymorphism Discrimination in Nucleic Acid Detection. Tianrui Sun, Aijiao Yuan, Wenjing Xie, Guibin Jiang, Hanyong Peng*, Angewandte Chemie International Edition (2026): e00004. 论文链接：http://doi.org/10.1002/anie.202600004环境化学与环境毒理全国重点实验室2026年9月5日<!--!doctype-->
2026-09-05
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贺泓院士团队在大气活性氯来源方面取得新进展
近日，中国科学院生态环境研究中心贺泓院士团队在大气活性氯生成机制方面取得重要研究进展，成果以“Spontaneous Chlorine Generation via Interfacial Oxidation of Chloride by O2 on Acidic Microdroplets” 为题，发表于Journal of the American Chemical Society。大气氯化学对空气质量与全球气候具有重要影响。活性氯物种既可以在平流层与极地边界层内通过催化循环消耗臭氧（O3），也能够促进对流层近地面O3以及二次有机气溶胶的生成；同时还会调控甲烷（CH4）等温室气体的大气寿命。但现有已知的生成途径仍难以完全解释外场观测到的Cl2浓度，预示大气中仍存在未被认知的Cl2生成路径。针对这一问题，贺泓院士团队联合北京理工大学、北京化工大学和美国宾夕法尼亚大学等多个国内外研究团队，结合实验室研究、分子动力学模拟与外场观测研究，揭示了酸性液滴气-液界面上O2直接氧化氯离子（Cl⁻）自发生成Cl2的全新机制。研究表明，在酸性溶液的气液界面上，H+一方面使Cl-向气液界面富集，提升Cl-与O2的碰撞反应概率；另一方面可降低Cl-与O2之间电子转移的反应能垒，进而推动大气环境条件下气液界面上Cl-的氧化过程。太阳光照作用可将Cl2生成速率进一步提升1-2个数量级。该机制区别于传统认知中O3、OH等气态强氧化剂氧化Cl-产生Cl2的反应路径，证实了在H+的促进作用下，气-液界面的Cl-可直接活化O2，同步生成气态Cl2与体相OH自由基。研究结果表明，现有大气模式显著低估了活性氯化学对大气氧化性的贡献，凸显了气溶胶气-液界面化学在增强大气氧化能力方面的关键作用。图 大气Cl2自发生成机制及其环境影响中国科学院生态环境研究中心博士研究生李舒颖为论文第一作者，马庆鑫研究员、Joseph Francisco教授和贺泓院士为论文通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金（22188102和22225607）和国家重点研发计划（2022YFC3701004）的资助。论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c10175大气环境与污染控制实验室2026年8月28日<!--!doctype-->
2026-08-28
