2018年12月12日
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环境学院毛亮/高士祥老师课题组对石墨烯环境风险研究取得新进展

环境学院关于石墨烯在水生生物体内的迁移及其食物链传递规律方面的研究取得新进展,相关成果分别以“Bioaccumulation of 14C-labeled Graphene in an Aquatic Food Chain through Direct Uptake or Trophic Transfer”和“Green Algae as Carriers Enhance the Bioavailability of 14C-labeled Few-Layer Graphene to Freshwater Snails”为题,于2017年12月21日和28日连续发表在国际环境领域权威杂志《Environmental Science & Technology》(DOI: 10.1021/acs.est.7b04339 和DOI: 10.1021/acs.est.7b05796),这是该课题组继《ACS Nano》(2017, 11, 2872-2885)工作后的又一新进展。

石墨烯自发现以来,其优良的物理化学特性引起了各界科学家的高度关注。随着纳米技术的快速发展,石墨烯将会得到越来越多的应用,其大量使用势必会导致其不可避免的进入自然环境中,造成可能的生态风险。

图1. 石墨烯在斑马鱼体内的分布、迁移规律示意图

图2. 石墨烯与绿藻相互作用对螺丝摄入石墨烯的影响示意图

该课题组首先定量研究了石墨烯在单一生物中(如斑马鱼)体内的摄入、分布、累积、转化和迁移等生物过程和内暴露剂量,阐明了石墨烯进入典型生物体内的界面传输过程和致毒机制(图1);接着考察了食物等因素存在下,对上述规律的影响(图2);还进一步建立了由细菌大肠杆菌、原生动物四膜虫、无脊椎动物大型蚤和脊椎动物斑马鱼等构成的水生生物食物链,揭示了石墨烯在各营养级水生生物体内的累积、分布、迁移和随食物链传递的规律(图3),研究结果为石墨烯的环境风险评价提供了关键科学基础。

图3. 石墨烯通过水相暴露和食物暴露在典型水生生物中的传递规律

该两篇文章第一作者分别是苏宇博士和董仕鹏博士,高士祥、林思劼等老师为共同作者,通讯作者是毛亮老师。美国加州大学洛杉矶分校、马萨诸塞大学及中科院生态中心、同济大学等多家单位学者参与了项目的指导和研究,研究获得了国家自然科学基金(21377049和21677074)、国家优秀博士论文基金(201355)和中央高校业务费的资助。

(环境学院 科学技术处)