金屬納米顆粒對(duì)大豆作物產(chǎn)生影響

防曬霜、洗滌液和化妝品含有微小的金屬納米顆粒，而且這些納米顆粒會(huì)在一天結(jié)束之時(shí)被沖進(jìn)下水道。或者它們是在生產(chǎn)之后被排放出來(lái)的。這些納米顆粒zui終都出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)土壤之中，而根據(jù)一組環(huán)境科學(xué)家們zui近對(duì)在兩種人造納米材料（manufactured nanomaterials, MNMs）所污染的土壤中種植的大豆所開(kāi)展的*項(xiàng)重要的研究，正是這點(diǎn)才是令人擔(dān)憂的原因。這個(gè)研究小組是由來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校布倫環(huán)境科學(xué)與管理學(xué)院的科學(xué)家們所領(lǐng)導(dǎo)的。相關(guān)研究結(jié)果刊登在PNAS期刊上。

論文通信作者、布倫環(huán)境科學(xué)與管理學(xué)院教授Patricia Holden說(shuō)，“在過(guò)去幾十年，我們的社會(huì)越來(lái)越具有環(huán)境意識(shí)。這就導(dǎo)致我們的政府和科學(xué)家們提出關(guān)于新類型化學(xué)成分安全性方面的問(wèn)題。”她解釋道，這項(xiàng)研究有助于發(fā)現(xiàn)包括納米材料在內(nèi)的一個(gè)新的行業(yè)所面臨的潛在環(huán)境影響。Holden說(shuō)，它的zui終目標(biāo)就是有助發(fā)現(xiàn)更多的環(huán)境兼容性的替代物。

這項(xiàng)研究是以大豆作為研究對(duì)象，這是因?yàn)檫@種作物容易受到人造納米材料的影響。這些研究發(fā)現(xiàn)表明加入到土壤的人造納米材料影響作物產(chǎn)量和質(zhì)量。

在這項(xiàng)研究中，研究人員研究了兩種常見(jiàn)性的納米顆粒---氧化鋅和二氧化鈰（cerium oxide）---對(duì)種植在溫室土壤中的大豆的影響。氧化鋅被用在化妝品、洗滌液和防曬霜之中。二氧化鈰被用作催化轉(zhuǎn)化器中的一種組分以便使得一氧化碳產(chǎn)生zui小化，而且也被用于燃料之中以便增加燃料燃燒。

氧化鋅納米顆粒可能會(huì)溶解，或者它們可能作為一種顆粒持續(xù)存在，或者它們?cè)俅涡纬深w粒，這是因?yàn)樗鼈兪窃趶U水處理過(guò)程中進(jìn)行加工的。在廢水處理的zui終階段，存在一種被稱作生物固體（biosolid）的固體材料。這種固體材料讓土壤變得肥沃，而且在廢水處理期間回收被捕獲的氮和磷。而這也正是氧化鋅和二氧化鈰能夠進(jìn)入土壤的階段。

科學(xué)家們注意到美國(guó)*要求開(kāi)展預(yù)處理項(xiàng)目以便限制直接將工業(yè)金屬排放到公有的廢水處理廠。然而，研究人員認(rèn)為人造納米材料---盡管在廢水處理廠系統(tǒng)，它是可以測(cè)量的---沒(méi)有受到監(jiān)控，也沒(méi)有受到法律監(jiān)管，對(duì)活性污泥細(xì)菌（activated sludge bacteria）擁有較高的親和力，因而在生物固體中聚集。

研究人員指出大豆作物是利用化石燃料驅(qū)動(dòng)的設(shè)備來(lái)進(jìn)行種植的，因此人造納米材料也能夠通過(guò)尾氣排放而被積累在土壤之中。

這項(xiàng)研究證實(shí)種植在含有氧化鋅納米顆粒的土壤之中的大豆植物富集鋅：這種植物吸附鋅到它們的莖部、葉子和豆子之中。根據(jù)Holden的說(shuō)法，食物質(zhì)量受到影響，但是如果鋅在植物中以離子或鹽形式存在的話，那么它可能對(duì)吃大豆的人們沒(méi)有害處。對(duì)二氧化鈰納米顆粒而言，這種顆粒并不在大豆植物中富集，但是植物生長(zhǎng)受到阻礙。大豆根瘤發(fā)生變化，其中共生菌通常在根瘤之中積累，并將空氣中氮?dú)廪D(zhuǎn)化為銨鹽，從而為大豆提供營(yíng)養(yǎng)。大豆根瘤中發(fā)生的變化表明對(duì)土壤中的人造納米材料積累而言，更多地使用人造肥料可能是必需的。

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