華東師范大學劉敏團隊首次從微生物基因水平上揭示了納米銀對水環境氮循環的毒性效應與作用機理，發現環境中廣泛存在的納米銀可通過調控功能微生物的氮代謝過程，降低氮轉化效率，促進溫室氣體氧化亞氮的產生與排放，從而加劇水體富營養化和溫室效應等環境問題。近日，相關研究成果發表于《科學進展》。
隨著納米技術的發展，納米銀（具有廣譜殺菌性）等納米材料被大量地生產和使用，引起納米銀在水環境中大量富集，從而引發人類健康及生態環境問題。劉敏團隊研究發現，納米銀能抑制硝化速率，干擾氮循環過程，從而會降低濕地的脫氮生態功能。
此外，研究人員在檢測過程中發現納米銀對硝化中間產物氧化亞氮的產生呈現出低環境濃度促進、高濃度抑制的現象。與非暴露對照組相比，納米銀對硝化過程氧化亞氮產生的促進程度可高達100%。這表明納米銀對氮循環的干擾將加劇水體富營養化與大氣溫室效應等環境問題。
同時，研究人員成功構建了高質量的宏轉錄組文庫，揭示了納米銀是通過調控硝化菌相關氮轉化功能基因的表達，干擾了硝化菌的正常生理代謝，從而影響了氮轉化過程；進一步研究發現納米銀是通過刺激一氧化氮還原酶基因的表達，促進了氧化亞氮的產生與釋放。這項研究結果為開展水生生態系統的毒理學研究提供了新的學術思路。