近日,浙江科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院廢棄物循環(huán)利用與減污降碳團(tuán)隊(duì)在環(huán)境領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊Environmental Science & Technology上發(fā)表了題為“Distribution Hotspots, Formation Mechanisms, and Ecological Effects of Reactive Oxygen Species in Soil and Sediment: A Critical Review(土壤和沉積物中活性氧的分布熱區(qū)、形成機(jī)制及生態(tài)效應(yīng):綜述)”的綜述論文。環(huán)資學(xué)院青年教師姚嘉一為論文第一作者,環(huán)資學(xué)院方婧教授和西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院賈漢忠教授為論文共同通訊作者,浙江科技大學(xué)為第一單位。

文中總結(jié)了當(dāng)前先進(jìn)的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)檢測方法,界定了ROS在土壤和沉積物中的分布熱區(qū)為活性微界面與氧化還原波動區(qū),繼而概述了天然有機(jī)質(zhì)(NOM)、生物炭、過渡金屬及微生物生成ROS的過程及機(jī)制,探討了ROS對微生物群落、養(yǎng)分循環(huán)及污染物轉(zhuǎn)化的影響,最后提出了發(fā)展ROS原位檢測技術(shù)、解析痕量組分交互機(jī)制及推動ROS在土壤污染修復(fù)中的實(shí)際應(yīng)用等未來研究方向,為綠色低碳發(fā)展原則下土壤固碳與污染修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。研究聚焦于傳統(tǒng)活性氧(ROS)研究的局限性。既往綜述多強(qiáng)調(diào)ROS的毒性和芬頓化學(xué)機(jī)制,缺乏對土壤/沉積物中ROS空間分布規(guī)律、多組分協(xié)同形成機(jī)制及生態(tài)效應(yīng)的系統(tǒng)性整合。ROS(如超氧自由基O???、過氧化氫H?O?、羥基自由基?OH和單線態(tài)氧1O?)作為環(huán)境中的關(guān)鍵活性組分,通過驅(qū)動碳氮循環(huán)、污染物轉(zhuǎn)化和微生物群落演替深刻影響生態(tài)系統(tǒng)功能。然而,其分布異質(zhì)性(如根際、炭際等微界面)和動態(tài)生成機(jī)制尚未明晰,制約了土壤碳封存與自然修復(fù)潛力的挖掘。本研究開創(chuàng)性揭示ROS分布熱點(diǎn)與多組分協(xié)同機(jī)制,確立ROS在環(huán)境過程中的樞紐地位,為理解“活性氧-環(huán)境因子-生態(tài)功能”互作網(wǎng)絡(luò)提供全新范式。
Environmental Science & Technology是國際公認(rèn)的環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究領(lǐng)域最具權(quán)威和影響力的學(xué)術(shù)期刊之一。該雜志推動對復(fù)雜環(huán)境現(xiàn)象的嚴(yán)謹(jǐn)研究,特別是在自然和工程系統(tǒng)中的歸趨、傳輸和轉(zhuǎn)化方面,同時(shí)促進(jìn)關(guān)鍵環(huán)境問題的解決,是引領(lǐng)思想、改變政策的基礎(chǔ)性刊物。此次論文的發(fā)表標(biāo)志著我校在環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)方面取得了新的突破。(環(huán)資學(xué)院)