我國科學家發現納米材料抑制水稻“鉛毒”機制

　　近日，我國科學家研究發現，納米羥基磷灰石在抑制鉛離子方面具有顯著作用，而相關抑制機制的研究有望推廣到其他糧食作物上。該研究成果近日發表在國際學術期刊《環境科學·納米》雜志上。

　　納米羥基磷灰石對鉛有較強的吸附能力，在納米顆粒尺寸范圍內，該物質擁有非常大的比表面積、高密度的活性位點及強大的吸附能力，因此被廣泛運用于水體和土壤中鉛污染的修復。但是，納米羥基磷灰石在水稻體內的遷移轉化過程及其在水稻根部對鉛的固定機制尚不清楚。

　　中國科學院固體物理研究所環境與能源納米材料中心研究團隊深入研究了水培條件下納米羥基磷灰石在水稻根細胞中的傳輸與分布，并探討了該物質降低鉛在水稻體內的毒性和遷移性方面的機制。

　　該中心副主任張海民告訴《中國科學報》記者，如何在不影響植物果實和土壤養分條件下，使用納米材料固定土壤及水溶液中的重金屬元素，同時在修復被污染土壤的過程中不造成二次污染，尋找納米材料中的天然礦物質是一個重要方向。科研人員嘗試了一系列物質，納米羥基磷灰石就是其中的一種。

　　中心工作人員馬蘭介紹，納米羥基磷灰石進入水稻根部，并在根系中作為阻擋層捕獲鉛離子，抑制了鉛從根部向地上部的轉運，進而降低鉛離子的生物毒害。其固定機制主要體現在通過水稻根細胞中存在的納米羥基磷灰石顆粒與鉛離子結合，將鉛離子轉化為根細胞中的鉛沉積物，一方面減少鉛離子對根部正常生長的干擾，另一方面減少鉛離子向地上部分的遷移，最終達到對鉛離子的固定作用。

　　具體來說，就是采用水培方式，將水稻秧苗放在含有納米羥基磷灰石物質的營養液中，使納米羥基磷灰石顆粒在水稻秧苗的根部附著，鉛離子慢慢地向水稻秧苗的根部遷移，然后被納米羥基磷灰石顆粒吸附，這樣，土壤中的鉛離子由游離態變為沉積物，固定在水稻的根部。

　　對于環境納米材料抑制鉛的作用機制的研究成果，還可以延伸到其他領域。比如，可以利用納米材料的特性，抓捕土壤污染中的其他重金屬鎘、砷、汞等。該研究為減少鉛在水稻以及其他糧食作物體內吸收和轉移提供了技術支撐。

　　張海民說：“與水稻相比，其他糧食作物的生長環境不同，對土壤的酸堿性要求也不同，抑制重金屬的機制也不同，這些都有待深入研究。”