卤代阻燃剂被广泛添加于电子电器产品、纺织品以及家具等消费品中,以降低这类物质的可燃性。由于部分溴代阻燃剂具有毒性、生物积累性、环境持久性并且可以通过大气进行远距离迁移,被认为可能会危害环境和人类的健康,因此被列入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物名单中。森林土壤是持久性有机污染物重要的“汇”和潜在二次“源”,通过分析卤代阻燃剂在我国背景点森林土壤中的环境行为可以判断卤代阻燃剂在区域/全球范围内的迁移规律和归趋。

近期,中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室张干研究员课题组对我国30个背景森林生态系统进行实地采样,分析了传统及新型卤代阻燃剂在我国森林土壤层(腐殖质层和表层土壤)中的环境行为。学科组共分析了8种多溴联苯醚同系物、6种新型溴代阻燃剂和2种德克隆同分异构体。研究表明,土壤层中十溴二苯乙烷(腐殖质层:2518000 pg g1,表层:513000 pg g1)和十溴联苯醚(腐殖质层:nd(无检出)-5900 pg g1,表层:nd-2400 pg g1)的含量最高。阻燃剂在我国背景点森林土壤层中的空间分布(图1)主要是受污染源的控制,大多数被禁用的多溴联苯醚同系物、德克隆同分异构体和四溴邻苯二甲酸酯的空间分布与基于人口密度而提出的潜在污染源影响指数密切相关(图2),而部分新型溴代阻燃剂和十溴联苯醚则主要受控于我国的工业区和阻燃剂生产区。研究发现,多溴联苯醚同系物与它们的替代品(新型溴代阻燃剂)之间具有显著的正相关性,这说明了它们之间具有相似的排放模式和环境行为。同时该学科组还发现,降雨量的增加可以加速阻燃剂(特别是部分新型溴代阻燃剂)向深层土壤渗透,而这一环境行为可能会导致地下水的污染。 

相关研究成果于近期发表于《ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY》。该项研究得到了国家自然科学基金的支持。 

有机胂饲料添加剂作为动物的抗病原微生物类促生长饲料添加剂,以其低毒、低残留、防病、抑菌和促生长等的优势目前被广泛用于发展中国家的畜禽生产。有机胂在畜禽体内吸收率低,进入环境后与微生物或土壤中的矿物质作用下可以转化为毒性和迁移性更强的无机砷化合物。

近期,中国科学院广州地球化学研究所程和发课题组在一种常用的有机胂饲料添加剂--阿散酸在土壤矿物d-MnO2表面降解研究方面取得新进展。课题组成员王玲玲博士系统地考察了阿散酸在d-MnO2作用下的降解,包括不同pH条件下阿散酸在d-MnO2表面的吸附和降解动力学、无机产物三价砷的产生和氧化、五价砷的吸附和释放、有机和无机产物的分布以及降解路径。该研究结果已在环境领域一流杂志Environmental Science & Technology (49:3473-3481, 2015)发表,研究结果对预测阿散酸在富含d-MnO2的土壤(例如我国南方的红壤)中的迁移转化行为提供了重要参考。

该研究受到国家自然科学基金(No. 41322024No. 41472324)、中国博士后基金(2013M540670)以及中组部青年拔尖人才支持计划资助。 

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es505358c 

长期施用化学肥料常常会导致土壤退化,有机肥与化肥的联合施用可以缓解土壤退化,提升土壤生产力,然而其中内在的土壤微生物学机制并不清楚。

砂姜黑土主要分布在黄淮海平原南部地区,是我国重要的粮食及棉、油、菜等作物产区,但由于肥力水平低下,严重制约着农业生产。南京土壤研究所褚海燕研究员课题组以安徽砂姜黑土长期施肥试验为研究平台,利用高通量测序技术研究了不同施肥措施对砂姜黑土细菌群落结构与多样性的影响。研究发现,长期单施化肥导致了土壤细菌群落结构的显著改变与多样性的大幅降低;粪肥的添加极大地缓解单施化肥对细菌群落的不利影响,而秸秆的添加对细菌群落的影响较小。进一步研究发现,粪肥主要通过改变土壤环境(如pH)来影响土壤细菌群落,而不是由于粪肥带入的外源细菌(主要为动物肠道微生物)对土壤的直接输入。这些结果表明,有机粪肥与化肥的联合施用能促进土壤微生物群落结构的稳定与多样性的维持,为保持土壤生物活性、提升土壤生产力提供了基础。该成果5月19日在Soil Biology & Biochemistry在线发表。

论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071715001777

在中国科学院战略性先导科技专项(B) “土壤-微生物系统功能及其调控”和国家自然科学基金重点项目(41430856)的资助下,南京土壤研究所孙波研究员课题组基于中科院鹰潭、封丘、海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站建立的我国东部温度梯度带的土壤置换试验(2005-),首次揭示了跨气候带土壤微生物群落演替及功能基因组对气候条件变化的响应机制,建立了功能基因与土壤硝化潜势和呼吸强度的定量关系。

 

研究结果表明,气候变暖(土壤南移)和气候变冷(土壤北移)显著改变了潮土中土壤微生物群落结构,群落相似性表现出显著的时间衰减关系(time decay relationship)。相比潮土原位的演替速率(w=0.046P<0.001),土壤南移对微生物群落演替速率的促进作用(w=0.094, P<0.001))高于土壤北移(w=0.058, P<0.001),说明温度促进微生物的演替和竞争(代谢理论)。不同微生物对气候变化敏感性分异,放线菌门与厚壁菌门最敏感,变形菌门抗性最强。气候变暖对微生物群落结构演替的影响更为显著,与温度升高后微生物的代谢速率与种群间竞争关系增加有关 (Liang Y, et al. The ISME Journal, 2015, IF 9.3)。气候变暖(土壤南移)显著增加了功能基因的多样性。氮循环功能基因丰度显著增加,且氮循环功能基因与土壤硝化显著正相关(r > 0.56, P< 0.001);碳循环功能基因(如碳固定、碳降解、甲烷循环等)丰度显著增加,且与土壤二氧化碳呼吸通量显著正相关(r = 0.72, P< 0.020(Zhao et al. The ISME Journal, 2014, IF 9.3)。气候变冷(土壤北移),土壤微生物生物量、群落结构都显著改变。气候条件(年平均温度、相对湿度)、土壤理化性质(pH、氨氮、有效氮)及植被是影响微生物群落结构的主要因素。氨氧化过程功能基因(amoAamoB)的平均丰度均与土壤硝化潜势呈显著正相关(Yang et al. Environmental Microbiology, 2014, IF 6.2)。于此同时,发现与裸地相比,种植作物增加了核心(Core)氮转化基因丰度和网络(fMENs)交互作用,关键基因由固氮基因转变为固氮+反硝化+硝化基因(汪峰,科学通报,2014)。上述结果为丰富跨气候带土壤微生物功能多样性对气候变化的响应提供了理论依据。

 

论文链接:http://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej201578a.html

http://www.nature.com/ismej/journal/v8/n10/full/ismej201446a.html

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.12398/full

   活动星系核,即活动星系的核心。普遍认为普通星系与活动星系的中心都存在质量在百万个太阳质量以上的大质量黑洞,两者的差异主要是普通星系的中心黑洞周围并没有太多物质供它消耗,所以普通星系中心的发光强度远低于活动星系。喷流是活动星系核的重要组成部分,是自中心超大质量黑洞处激发的运动速度接近光速的相对论性等离子体流。喷流的尺度可达数百万秒差距(1秒差距=3.26光年,1光年=94605亿千米)。根据活动星系核的统一模型,当喷流近乎正对观测者时,该活动星系核将呈现为一个耀变体(blazar),其辐射由喷流主导。 

  ,上海天文台2009届的博士研究生赵光耀与上海天文台陈永军研究员、沈志强研究员等人发现了blazar天体的一个罕见现象,具体来说,标号为3C 66Ablazar天体的喷流内区出现了长期(大于10年)的视向内运动。这预示着该天体的中心黑洞附近的光深(描述环境的不透明度,或者光在传输路径上被吸收或散射的几率)可能发生了变化,对此前提出的解释该天体存在视向内运动的理论提出了挑战。目前该工作已经发表在2015年的国际核心期刊《天文学期刊》(Zhao et al., 2015, AJ, 149, 46)。 

  据赵光耀介绍,在VLBI观测的分辨率下(可以分辨的最小尺度秒差距),尺度达数百万秒差距喷流的延展辐射被分解,只有靠近中心黑洞处的致密喷流可以被观测到。此时blazar天体将呈现出一个致密的核加数个喷流成份的形态。其中,核区定义为喷流上由光学厚变为光学薄的区域 

  上海天文台陈永军研究员介绍,其实,前人对于AGN喷流成份自行的统计工作也发现了少数成份(约2%)的视向内运动。对于这类运动最流行的解释是此时核区有一个快速向外运动成份产生,而由于该成份初始时离核较近,当前观测的分辨率不足以其与核区分开。所以该成份的向外运动,就导致观测到的位置向外移动接近其它的喷流成份,即其它成份看起来朝向核运动了。 

  然而赵光耀等人的最新工作发现,在3C 66A的喷流中发现的视向内运动持续了至少10年。这一现象非常罕见,并且不能够用上述理论解释,因为10年内没有探测到任何新成份出现通过分析,我们认为喷流内的光深可能发生了变化。由于核的位置取决于光深,光深变化会导致核的位置发生改变从而引起了观测到的视向内运动。沈志强研究员总结说,这一研究很重要。研究光深的变化需要多频率、多历元甚至是相位参考观测,目前此类研究仍较少。而该研究的成果提供了很好的契机,这将有助于增进人们对超大质量黑洞周围环境的认识。