金屬納米顆粒對大豆作物產(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在一天結(jié)束之時被沖進下水道。或者它們是在生產(chǎn)之后被排放出來的。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展的*項重要的研究，正是這點才是令人擔(dān)憂的原因。這個研究小組是由來自美國加州大學(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，“在過去幾十年，我們的社會越來越具有環(huán)境意識。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題。”她解釋道，這項研究有助于發(fā)現(xiàn)包括納米材料在內(nèi)的一個新的行業(yè)所面臨的潛在環(huán)境影響。Holden說，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。

這項研究是以大豆作為研究對象，這是因為這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。

在這項研究中，研究人員研究了兩種常見性的納米顆粒---氧化鋅和二氧化鈰（cerium oxide）---對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?？赡軙芙?，或者它們可能作為一種顆粒持續(xù)存在，或者它們再次形成顆粒，這是因為它們是在廢水處理過程中進行加工的。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入土壤的階段。

科學(xué)家們注意到美國*要求開展預(yù)處理項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，研究人員認為人造納米材料---盡管在廢水處理廠系統(tǒng)，它是可以測量的---沒有受到監(jiān)控，也沒有受到法律監(jiān)管，對活性污泥細菌（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)動的設(shè)備來進行種植的，因此人造納米材料也能夠通過尾氣排放而被積累在土壤之中。

這項研究證實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，那么它可能對吃大豆的人們沒有害處。對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，并將空氣中氮氣轉(zhuǎn)化為銨鹽，從而為大豆提供營養(yǎng)。大豆根瘤中發(fā)生的變化表明對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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