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中心团队在Water Research上发表最新研究成果


发布部门: 环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心  发布时间: 2020-04-30  浏览次数: 475

20204环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心杜京京博士为第一和通讯作者在环境科学与生态领域的顶级国际期刊《Water Research》上在线发表论文 “Do environmental concentrations of zinc oxide nanoparticle pose ecotoxicological risk to aquatic fungi associated with leaf litter decomposition?Water Research, 2020, 178, 115840, http://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135420303778)。该论文揭示了环境浓度纳米ZnO对水生丝状真菌及其生态功能的潜在风险。

        纳米颗粒被广泛应用于多个领域(如生物医药、化妆品和食品包装等)使得其不可避免释放到环境中,并对环境生态带来潜在风险,因此,纳米颗粒被对水生物种和生态系统过程的毒性作用是目前生态学研究的热点之一。在淡水生态系统中,凋落物降解是驱动物质循环与能量流动的重要生态过程,该过程与水生植物、岸边植物、微生物以及无脊椎动物的活动息息相关。特别是水生丝状真菌,这类微生物群体能够分泌一系列胞外酶从而降解凋落物,使其更容易被碎食者所取食。课题组前期研究表明纳米ZnO对凋落物降解的影响取决于其在自然水体中的粒径浓度。另外,我们还发现,在自然光照条件下,凋落物降解速率与纳米ZnO的浓度呈显著的负相关。然而,以往研究结果是基于较高浓度(1-1000 mg L-1)情境下得到的,其实,纳米ZnO的环境浓度远远低于受试浓度(地表水10 ng L-1,处理废水430 ng L-1)。因此,本研究探索了环境水平(303003000 ng L-1)纳米ZnO水生丝状真菌及其生态功能的潜在影响

研究首先证了纳米ZnO在极低浓度下对水生真菌具有毒物兴奋效应,慢性暴露则会缓解这种促进效应,甚至将其转化为抑制作用。此外,纳米ZnO对微生物胞外降解酶活性也具有负面影响,尤其是在第10天,N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、甘氨酸氨基肽酶、芳基硫酸酯酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性受到显著抑制。由于300 ng L-1 纳米ZnO的慢性暴露导致Anguillospora丰度降低,且显著改变了真菌群落组成结构,最终促使凋落物降解速率显著降低。综上所述,纳米ZnO对凋落物降解的生态毒理效应是基于真菌生物量、胞外降解酶活性以及真菌群落结构响应的综合结果。该研究强调了评估环境水平纳米材料潜在风险的重要性,而且暗示了敏感真菌在评估过程中起到的重要指示作用。


作者介绍:杜京京,博士,副教授,硕士生导师。长期从事微生物生态学和污染生态学的研究工作,主要涉及新兴污染物的生态效应、河流凋落物降解机制以及新型人工湿地技术的开发等方面的研究。研究成果在Water ResearchEnvironmental Science: NanoJournal of Hazardous Materials等国内外环境与生态学权威期刊上发表学术论文20余篇,其中ESI高被引论文1篇。主持并完成国家自然科学基金青年科学基金项目、河南省重点研发与推广专项和河南省高等学校重点研发项目各1项。授权国家发明专利1项,荣获2017年河南省科学技术进步三等奖1项。

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