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南京土壤所在土壤中納米銀天然生成過程研究中取得進展

  人工納米材料被廣泛應用于生產和生活活動,并引發了人們對其環境與健康風險的關注。土壤是人工納米材料的重要的匯,也可能是天然納米顆粒的源。正確認識土壤中納米顆粒的來源對于全面評估人工納米材料的環境與健康風險具有重要的意義。

  中國科學院南京土壤研究所周東美課題組在土壤納米顆粒的天然生成機制方面取得新進展。研究人員首次發現土壤固相有機質在自然光照射下還原銀離子生成納米銀顆粒,且反應動力學包含了成核過程及自催化過程;進一步研究揭示了該反應的分子機制,即固相有機質表面的酚類基團在光誘導下通過與氧氣的單電子傳遞產生超氧自由基,進而還原銀離子;定量結果表明,和微生物介導的納米銀的天然生成過程相比,土壤固相有機質對天然納米銀生成的貢獻約為11-31%。該研究結果挑戰了“土壤固相有機質具有化學惰性”的傳統觀點,為土壤中納米顆粒的來源提供了重要科學依據,對目前納米顆粒的環境與人體健康風險評價體系提供了新的思路。此外,該研究也為探究土壤固相有機質對其他污染物的轉化影響提供了研究思路。相關研究成果以ignificant contribution of metastable particulate organic matter to natural formation of silver nanoparticles in soils 為題在線發表于國際期刊《自然-通訊》(Nature Communications,DOI: 10.1038/s41467-019-11643-6)。博士生黃穎楠為論文第一作者,副研究員黨菲和研究員周東美為論文共同通訊作者。

  該研究組在納米銀的地球化學過程研究方面已經開展了系列研究工作。前期工作闡明了納米銀在土壤中的分配、團聚、溶解和轉化過程以及其與植物的作用機制。相關論文已發表于Environmental Science & Technology,Environmental Science-Nano,Nanotoxicology 等國際期刊。

  該研究得到國家自然科學基金及江蘇省自然科學基金的支持。

  文章鏈接

 

自然光誘導土壤固相有機質生成超氧自由基還原銀離子

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