模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)中納米氧化銅的分布及其對柳樹生長和土壤微生態(tài)的影響。亞林所供圖
近日，中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所生態(tài)修復(fù)研究團(tuán)隊，通過模擬淡水森林濕地中納米氧化銅非均質(zhì)排放暴露，探究了暴露90天后納米氧化銅在濕地水體、土壤的溶解釋放及植物的積累，分析了Cu顆粒對柳樹生長、土壤酶活以及微生物群落的影響。相關(guān)研究成果以在線發(fā)表于《有害物質(zhì)雜志》（Journal of Hazardous Materials）。
通訊作者陳光才研究員介紹，納米氧化銅（CuO NPs）由于其獨特的抗菌特性，在日常使用的涂料、殺菌劑、殺蟲劑以及抗菌劑中被廣泛應(yīng)用，至2025年預(yù)計產(chǎn)能達(dá)1600噸。納米氧化銅的大量使用，不可避免地會排放進(jìn)入到環(huán)境中，對生態(tài)系統(tǒng)造成直接或間接影響。濕地作為陸地和水生系統(tǒng)的交錯地帶，是旱地和水生環(huán)境之間的過渡區(qū)，是地表水體及其攜帶的各種污染物如納米氧化銅的重要匯集區(qū)域，然而，目前對納米氧化銅在濕地系統(tǒng)的環(huán)境行為及生態(tài)影響尚不清楚。
研究發(fā)現(xiàn)，與離子銅（Ionic Cu）和微米氧化銅顆粒（CuO BPs）相比，納米氧化銅向深層土壤釋放Cu離子的能力更強(qiáng)。100 mg/kg納米氧化銅和500mg/kg 微米氧化銅顆粒處理促進(jìn)了柳樹生長，而500mg/kg 的納米氧化銅卻抑制了柳樹生長。因此，高濃度的納米氧化銅顯示出比微米氧化銅顆粒更強(qiáng)的植物毒性。
進(jìn)一步對柳樹根際土壤樣品的土壤酶活性和微生物群落組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)納米氧化銅、微米氧化銅顆粒以及離子銅對土壤酶活性和土壤微生物的群落組成產(chǎn)生了特異性的影響。納米氧化銅顯著降低過氧化物酶和多酚氧化酶活性，與之相反，離子銅處理提高兩者酶活，而微米氧化銅顆粒僅對多酚氧化酶活性有一定的刺激作用。
過高通量測序分析了根際微生物群落結(jié)構(gòu)變化，與對照相比，Cu處理顯著降低了細(xì)菌群落α多樣性。但值得注意的是，高劑量（500 mg/kg）微米氧化銅顆粒和納米氧化銅有助于提高真菌群落α多樣性。RDA結(jié)果進(jìn)一步表明，Cu濃度和pH是影響微生物群落組成的主要因素。該研究結(jié)果可為淡水森林濕地系統(tǒng)中納米氧化銅的環(huán)境風(fēng)險和生態(tài)影響評價提供依據(jù)。
