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武汉植物园在水生植物缓解纳米银生态影响研究中取得进展

2021-12-07 | 来源:水域生态过程学科组| 【  

  纳米银AgNPs具有优良的广谱抗菌性能,是目前应用最广泛的纳米材料之一。大量的纳米银在生产和使用过程中被释放到水体中,对水生态环境造成了一定影响。已有研究探索了纳米银对水域碳氮循环等生态过程的影响,但对水生植物是否改变以及如何调节纳米银对这些生态过程的影响还缺乏基本了解。 

  中国科学院武汉植物园水域生态过程研究团队模拟了植物(小香蒲)存在与缺失等两种河岸带湿地生境,设置了纳米银浓度梯度和硝酸银阳性对照,测定分析了植物生长状况及其对纳米银的吸收情况、土壤理化性质、土壤温室气体排放、土壤反硝化速率以及功能微生物的基因丰度。 

  研究结果发现:纳米银释放了大量的银离子,改变了植物生长和养分吸收,在短期内抑制了植物缺失土壤的反硝化速率,加强了土壤温室气体(CO2CH4N2O)排放,而且纳米银比硝酸银对碳排放的促进效应强(图1在有植物生长时,纳米银对土壤反硝化速率以及CH4N2O排放无显著影响。研究表明水生植物可以通过吸收银离子、改变土壤理化性质以及调控功能微生物群落等多种途径缓解纳米银对生态过程的短期负面作用。 

  研究成果以“Aquatic macrophytes mitigate the short-term negative effects of silver nanoparticles on denitrification and greenhouse gas emissions in riparian soils”为题发表在期刊Environmental Pollution,博士研究生何刚为论文第一作者,刘文治研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金优青项目和湖北省自然科学基金杰青项目资助。 

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118611 

图1 纳米银和硝酸银对湿地温室气体排放以及反硝化过程的影响

 
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