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土壤病毒调控深层土壤微生物碳泵——中外联合研究在《Nature Ecology and Evolution》发表
近日，中国科学院生态环境研究中心土壤环境生物学团队联合国内外多家科研机构，在国际期刊Nature Ecology and Evolution发表研究论文，揭示了土壤病毒在深层土壤碳持久性中的关键调控机制。该研究通过原位土壤剖面调查（0-700 cm）与全球宏基因组数据整合分析，建立了深层土壤病毒资源数据库（DSVR-DB），系统阐明了病毒通过辅助代谢基因（AMGs）和内溶素调控深层土壤微生物碳泵的作用机理，为理解陆地碳库的长期稳定化机制提供了全新视角。深层土壤储存了全球超过一半的陆地有机碳，但长期以来，微生物学家普遍认为深层土壤中的微生物群落处于相对休眠状态，其低代谢活性导致了深层SOC的长期持久存在。然而，近期研究发现深层土壤中存在具备降解几丁质、纤维素和肽聚糖等复杂有机化合物功能的微生物类群，包括CPR细菌和CSP1-3谱系。因此，深层土壤中碳的长期稳定存在与其中活跃的微生物降解菌群之间存在一个长期未解的悖论。本研究发现，土壤病毒作为地球上最丰富的生物实体，正是破解这一悖论的关键。研究团队对四个农田生态系统的18个土壤层（0-700 cm）开展了系统性调查，采集并分析了216个宏基因组样本，并结合全球138个土壤剖面、涵盖0-1800 cm深度的1,169个扩增子数据和503个宏基因组数据，构建了全球深层土壤病毒数据库。研究发现，随着土壤深度增加，病毒丰富度显著升高，病毒群落生态策略发生显著性转变，表现为溶原性病毒比例大幅上升，这表明在碳资源极度匮乏的深层环境中，病毒选择"搭便车"策略，通过与宿主细菌协同生存来应对资源限制。病毒并非仅仅是微生物的'杀手'，它们还是宿主在极端环境中生存的重要盟友。研究发现，深层土壤中的病毒携带大量碳水化合物活性酶（CAZys）辅助代谢基因（AMGs），其中糖苷水解酶（GHs）和内溶素编码基因的丰度随深度增加而显著升高。这些病毒AMGs能够增强宿主细菌对几丁质等复杂聚合物的降解能力，从而缓解深层土壤中的碳限制。研究团队从453个高质量微生物基因组中鉴定出263个携带前病毒的基因组，并发现代表性前病毒通过编码GH23、GH108等降解酶以及热休克蛋白（HSP）、超氧化物歧化酶（SOD）等胁迫响应基因，显著增强了宿主在650-700 cm深层的碳获取能力和环境适应性。为期16周的微宇宙培养实验结果表明，活性病毒处理组的病毒内溶素活性显著促进了微生物残体碳的积累，进而推动了矿物结合态有机碳（MAOC）的形成。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）揭示，病毒裂解对微生物残体碳形成的贡献度（12%）显著高于其他因素。值得注意的是，同时，深层土壤中微生物残体与MAOC之间的表现为显著正相关，这凸显了病毒介导的微生物碳泵在深层碳封存中的核心作用。中国科学院生态环境研究中心吴兴杰博士后与河北师范大学韩婉雪博士为论文共同第一作者，肖可青研究员与河北师范大学王凤花副教授为论文共同通讯作者，朱永官研究员参与并提供了关键指导。本研究还与浙江农林大学、中国科学院地球环境研究所、中国科学院城市环境研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心、法国里昂大学、德国柏林自由大学等国内外科研机构开展合作探讨。本研究得到中国科学院先导专项和国家自然科学基金等项目资助。原文链接：DOI : 10.1038/s41559-026-03207-x图1. 病毒加速深层土壤中微生物碳周转的概念示意图。病毒通过双重机制促进深层土壤中的土壤碳循环：i) 与GHs（糖苷水解酶）相关的病毒AMGs促进宿主碳捕获；ii) 病毒内溶素促进坏死物质形成及 MAOC 储量积累。MCP：微生物碳泵；MnCP：矿物碳泵；AMGs：辅助代谢基因。土壤环境科学与技术实验室2026年10月21日<!--!doctype-->
2026-10-21
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中心魏源送团队在畜禽粪污资源化利用过程中噬菌体-宿主互作机制研究中取得系列重要进展
近日，中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室魏源送团队，聚焦典型畜禽粪污资源化利用过程（厌氧消化和好氧堆肥）的噬菌体-宿主交互作用，采用HI-C耦合多组学方法，揭示了其在塑造厌氧消化和堆肥中耐药性（AMR）演替、调控甲烷代谢中的关键生态学作用，相关成果近期分别发表在旗舰期刊iMeta、Environmental Science & Technology和Water Research。在耐药性演替方面，传统认为噬菌体主要通过“转导作用”促进耐药基因（ARGs）转移。然而，团队研究发现，无论在厌氧消化还是堆肥中，噬菌体的“裂解作用”在定量上均远超转导作用，是削减耐药菌（ARB）的关键动力。强烈的裂解压力使ARB大量演化出噬菌体免疫系统（ADS），展现出显著的“双刃剑”效应：一方面，ADS作为一道“遗传防火墙”，会无差别切割包含质粒在内的外来遗传元件，限制了ARGs的水平转移（HGT）；另一方面，ADS保护了ARB免遭裂解，导致ARB在系统中长期赋存。图. 研究框架在好氧堆肥中，传统观念认为提升堆肥高温即可削减ARGs，但实际上，堆肥残留的ARB中约60%为嗜热菌。这些嗜热ARB正是借助ADS逃避了噬菌体裂解，在原本用于“无害化”的高温环境中反而获得了富集优势。这一发现打破了“仅靠升温即可消除AMR”的工程认知盲区，为未来实现堆肥中ARGs的精准靶向控制锁定了核心对象。在甲烷代谢调控方面，团队捕获了厌氧消化系统中超6100次活跃的噬菌体-宿主互作事件。结果表明，噬菌体通过辅助代谢基因（AMGs）参与群落代谢调节，且生活史策略随环境压力发生动态演替：在中温稳定条件下，噬菌体倾向于“搭便车”的溶原策略，增强宿主竞争力以稳定甲烷生产；在高温或高固含量胁迫下（发酵细菌过度增殖致酸累积），则迅速转向“杀手”裂解策略，靶向裂解发酵细菌以恢复生态平衡。此外，研究还首次多组学证实了专门感染产甲烷古菌的RNA噬菌体。该系列研究打破了将噬菌体仅视为“基因传播载体”的传统认知，重构了有机固废处理的微生态学框架，为AMR的“全健康（One Health）”治理及优化生物能源产出奠定了理论基础。中国科学院生态环境研究中心唐启河博士与张俊亚研究员分别为该系列论文的第一作者，张俊亚研究员与魏源送研究员则分别为相应论文的通讯作者。研究得到了国家重点研发计划和自然科学基金等项目支持。论文链接：https://doi.org/doi/10.1002/imt2.70145https://doi.org/10.1021/acs.est.6c04304https://doi.org/10.1021/acs.est.6c03952https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.126401水污染控制实验室2026年10月12日<!--!doctype-->
2026-10-12
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贺泓院士团队在《Chemical Reviews》发表对流层光反应性颗粒物界面自由基多相化学的综述
近日，中国科学院生态环境研究中心贺泓院士团队的张鹏副研究员联合美国宾夕法尼亚大学的Joseph S. Francisco教授等，在化学领域顶级综述期刊《Chemical Reviews》上发表了题为“Free Radical Multiphase Chemistry on Tropospheric Photoreactive Particles”的综述文章。本工作通过对“对流层光反应性颗粒物界面自由基多相化学”研究进展的系统梳理，重新审视了颗粒物在大气自由基化学中的角色。一方面从分子原子尺度重点解析了气溶胶光活性组分界面自由基的多相生成机制、活性组分之间的光反应协同作用、瞬态自由基与环境持久性自由基（EPFRs）的互馈过程；另一方面从环境效应的视角探讨了气溶胶界面自由基多相化学对一次颗粒老化与吸湿增长以及二次颗粒成核与增长的影响潜势，并以此指出了当前在对气溶胶界面自由基进行全物种识别、跨介质定量以及全链条评估过程中所面临的重大挑战和关键瓶颈。图1.对流层光反应气溶胶组分的界面自由基化学自由基是诱导大气复合污染形成的核心纽带，一方面自由基能通过驱动NOx-ROx循环引发严重的对流层臭氧污染，另一方面可通过驱动二次细粒子成核与增长，导致细粒子污染。传统观点认为气相反应是大气自由基的主要来源，但越来越多的研究表明，气溶胶表面光诱导多相反应可作为对流层自由基的潜在来源，而非传统意义上的“汇”（图1）。本文详细剖析了大气气溶胶中以腐殖酸和棕碳等有机碳为代表的光敏化反应，以黑碳与过渡金属元素为代表的光催化反应，以及以硝酸盐和氯盐为代表的光解反应，驱动 •OH、HO2•、RO2•、NO3•、Cl•等自由基及储库分子如 HONO、H2O2、N2O5、Cl2等的形成机制，并探讨了光照波长与强度、相对湿度、颗粒物黏度与相态、酸度和粒径等关键调控因素对气溶胶表面光诱导多相自由基化学的影响。图2. 光活性物质的协同作用及两类自由基间的正反馈机制同时，文章还指出在大气气溶胶中，不同的界面光反应过程之间存在明显的协同作用，这些协同作用能够通过能量转移、电子转移、质子转移等途径加速界面自由基及其储库分子的光化学生成（图2a）。不仅如此，气溶胶界面光反应诱导产生的瞬态自由基与EPFRs之间也存在互馈促进过程（图2b），这些协同作用与互馈都可以显著提升气溶胶界面氧化能力。然而，当前大多数研究仅局限于二元组分体系中光反应过程对界面自由基及相应储库分子的影响。考虑到实际大气气溶胶中的组分远超两种且通常以混合状态共存，这种复杂的环境界面化学未来尚需结合机器学习和量子化学计算进一步探究，并定量其相关大气影响潜势。图3.大气中多相自由基过程的广泛环境影响为了进一步评估气溶胶界面自由基化学的环境影响，文章系统梳理了这些表面自由基在加速一次颗粒物老化、改变颗粒物吸湿性和光学性质，以及促进二次新粒子成核与爆发增长等方面的影响潜势，在一定程度上支撑了现有模式对二次颗粒的准确模拟与评估（图3）。综合来看，气溶胶表面的光诱导自由基化学近年来得到了大量的研究，并取得了显著进展。然而，值得注意的是，真实大气条件下，界面自由基反应导致的颗粒物辐射强迫与界面化学的相互作用尚不清楚；此外，气溶胶界面自由基反应动力学的缺失也进一步限制了对其在区域细颗粒物污染中贡献的准确评价。未来，应建立标准化的多相自由基测量与界面氧化能力定量的基准方法，从单组分/二元体系逐步走向复杂多组分共存的真实大气颗粒物，结合实验模拟，利用机器学习、立体观测和传输模型，建立从微观到宏观的全链条评估框架，综合评估自由基多相化学对人体健康、区域霾污染和全球气候变化的影响。中国科学院城市环境研究所左颐泽博士和中国科学院生态环境研究中心张兆然博士为论文共同第一作者，张鹏副研究员、Joseph S. Francisco教授、贺泓院士为通讯作者。本工作得到国家自然科学基金，国家重点研发计划和京津冀环境综合治理国家科技重大专项等项目支持。论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6c00549大气环境与大气污染控制实验室2026年10月9日
2026-10-09
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杨敏研究员领衔的基于自然的蓝藻嗅味控制成果获国际水协会项目创新奖
10 月 6 日，两年一度的国际水协会（International Water Association, IWA）项目创新奖（Project Innovation Awards, PIA）颁奖仪式在英国格拉斯哥举行。PIA 奖共设六大类别。由中国科学院生态环境研究中心联合上海城投水务（集团）有限公司、力合科技等单位申报的 “基于自然的蓝藻嗅味控制技术 —— 全球最大河口饮用水水库工程应用”项目，荣膺研发突破类（Breakthroughs in Research and Development）奖项。藻源嗅味是全球湖库型水源地面临的突出水质难题，常规净水工艺处理难度大，水厂应急处置往往较为被动。杨敏研究员带领团队依托长期原位现场研究，揭示丝状产嗅藻偏好浅水区底部中等光照环境的生长规律，创新提出调控水下光场、压缩产嗅藻适生空间的调光抑藻控嗅原理，并联合上海城投水务，在取自长江的青草沙水库建成藻源嗅味原位控制工程。青草沙水库是上海主城区核心饮用水水源，日供水规模 500 万立方米，服务人口达 1300 万。研究发现，库区北部浅水区水流缓慢、水体浊度衰减，导致水底光照增强，诱发产嗅藻增殖；据此提出依托重力流引入长江高浊原水的增浊调光抑藻控嗅技术方案。工程自 2020 年投运以来，水体中 MIB 总量削减约 80%，连续 6 年有效遏制大规模嗅味暴发，攻克了水库建成以来季节性土霉味反复高发的难题，累计节约活性炭投加成本超 7000 万元。杨敏研究员带领团队长期深耕藻源嗅味控制技术研究，立足不同水库的水文条件与产嗅藻种群特征，创建以生境干预为核心、“一库一策” 的调光抑藻控嗅成套工程技术体系，并已在国内多座水源地推广应用，推动大型水源地绿色原位控嗅实现了从基础机理认知、监测预警到工程落地应用的全链条突破。工业废水无害化与资源化国家工程研究中心国际合作处2026年10月7日
2026-10-07
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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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