国际河流与生态安全研究院陈礼强团队研究揭示纳米银对水生态系统碳循环的影响

近日，云南大学国际河流与生态安全研究院陈礼强研究员团队在环境科学领域经典期刊Journal of Hazardous Materials和Environmental Research发表论文，题目分别为“Silver nanoparticles alter plankton-mediated carbon cycle processes in freshwater mesocosms”和“Silver nanoparticles alter planktonic community structure and promote ecosystem respiration in freshwater mesocosms”。论文揭示了纳米银通过调控水生态系统中浮游生物群落结构进而改变水体碳循环过程，并最终减少水生态系统中温室气体排放量，为阐释纳米银的长期水生态环境效应提供了新的证据。

银米银是一种金属纳米颗粒，其商业产品在目前市场上医药、电子和环保产业中应用最为广泛，因此，纳米银的大量排放对水生态环境安全和人体健康构成了潜在威胁。水生态系统中的碳循环是全球碳循环的重要组成部分，对于维持生态系统的物质循环和能量流动具有重要意义。相关研究已经表明，纳米银可在细胞、组织、个体和群落水平对水生生物产生不利影响，但迄今为止，关于纳米银对水生态系统在生态系统水平的影响人们知之甚少，尚不清楚纳米银的长期暴露是否会影响水生态系统中的碳循环过程。

为此，本研究通过构建中宇宙淡水生态系统，阐释了环境相关浓度纳米银的长期暴露对水生态系统浮游生物群落结构及其介导的碳循环过程的影响。研究发现，纳米银露显著降低了水生态系统中枝角类浮游动物的密度，并通过“下行效应”增加了浮游植物生物量和浮游微生物细菌的丰富度和多样性。值得注意的是，这些水生态食物网营养级间的响应不仅导致水体初级生产力增强，也显著促进了淡水生态系统的呼吸作用，从而改变了生态系统的碳收支平衡和代谢特征。更为重要的是，纳米银暴露显著减少了水生态系统中水-气界面CO₂的释放，提示其长期暴露对水生态系统温室气体排放的重要影响。该成果为理解纳米银在水生态系统水平上的生态效应提供了关键证据，对制定未来纳米材料环境管理政策具有重要参考价值。

国际河流与生态安全研究院博士后王朋为论文的第一作者，陈礼强研究员和骆霞副研究员为论文的通讯作者。以上研究得到了国家自然科学基金(22066026、42167053)、云南省应用基础研究重点专项(202401AS070144、202001AW070020)和中国博士后科学基金(2024M762760)的资助。

论文链接：

https://doi:10.1016/j.jhazmat.2025.138279.

https://doi:10.1016/j.envres.2024.119824.