近期,，資源環(huán)境學(xué)院陳澄宇副教授課題組在Water Research（中科院一區(qū),，影響因子11.4）與Journal of Hazardous Materials（中科院一區(qū)，影響因子12.2）期刊上發(fā)表多篇論文，在納米顆粒的環(huán)境行為與風(fēng)險研究方面取得新進(jìn)展,。
納米塑料與納米活性炭在水環(huán)境中的異聚、解聚與遷移過程
課題組在國際著名刊物Water Research（2024, 266, 122399）上發(fā)表題為“Heteroaggregation, disaggregation, and migration of nanoplastics with nanosized activated carbon in aquatic environments: Effects of particle property, water chemistry, and hydrodynamic condition”的研究論文,。資源環(huán)境學(xué)院碩士生李麗華為論文第一作者,，陳澄宇副教授為通訊作者。該研究針對納米活性炭這類新型碳納米材料,，通過模擬異聚,、解聚、波浪,、湍流與沉降等水動力條件,，定量解析了其與新污染物納米塑料在水環(huán)境中的顆粒間微觀作用過程，為兩者的環(huán)境遷移提供新見解,。
納米活性炭作為一種新興的工程納米材料,，可能會與水生環(huán)境中廣泛存在的納米塑料相互作用，從而影響其環(huán)境行為和風(fēng)險,。然而,，兩者在復(fù)雜水體條件下的相互作用機(jī)制尚未明確。本研究表明,，顆粒間的異型凝聚動力學(xué)受顆粒特性（如表面修飾和顆粒濃度）,、水化學(xué)條件（包括離子類型與濃度、pH值和天然有機(jī)質(zhì)）以及水動力條件（波浪和湍流）的共同作用,，從而影響其遷移過程,。除了范德華引力和靜電斥力外，位阻效應(yīng),、橋聯(lián)作用,、π-π相互作用、氫鍵以及疏水作用也在異型凝聚過程中發(fā)揮了重要作用,。
研究發(fā)現(xiàn),，帶正電荷的納米塑料與納米活性炭的同聚速率比異聚速率低，且隨著納米活性炭濃度的增加,，其臨界聚沉濃度逐漸降低,。而帶負(fù)電荷的納米塑料的同聚速率則介于低濃度和高濃度納米活性炭條件下的異聚速率之間,。提高pH值能夠增強(qiáng)納米活性炭與帶正電荷納米塑料的異聚速率，但會降低其與帶負(fù)電荷納米塑料的異聚速率,。在NaCl溶液或CaCl2濃度低于2.5mM時,，腐殖酸通過位阻效應(yīng)提供的穩(wěn)定性優(yōu)于海藻酸鈉；而在CaCl2濃度超過2.5mM時,，海藻酸鈉通過鈣橋連接對異聚體產(chǎn)生的失穩(wěn)作用強(qiáng)于腐殖酸,。通過模擬異聚體在近岸環(huán)境中的遷移過程，研究結(jié)果表明,，溫和波浪和強(qiáng)烈湍流條件下異聚體易于分解,，從而可能延長其遷移距離。相反,，強(qiáng)烈波浪與輕度湍流則促進(jìn)異聚體進(jìn)一步凝聚,，縮短了其遷移距離。本研究揭示了納米活性炭在水生環(huán)境中對納米塑料運(yùn)輸過程和潛在風(fēng)險的影響機(jī)制,。
相反電荷納米塑料在水環(huán)境中的異聚動力學(xué)
課題組在國際著名刊物Journal of Hazardous Materials（2024, 475, 134857）上發(fā)表題為“Heteroaggregation kinetics of oppositely charged nanoplastics in aquatic environments: Effects of particle ratio, solution chemistry, and interaction sequence”的研究論文,。資環(huán)學(xué)院碩士生阮嘉惠為論文第一作者，陳澄宇副教授為通訊作者,。該研究針對水環(huán)境中持有正電荷與負(fù)電荷的納米塑料顆粒,，明確了顆粒性質(zhì)、水化學(xué)條件,、作用順序?qū)︻w粒異聚動力學(xué)的影響機(jī)制,。
黑碳納米顆粒與納米塑料在水環(huán)境中的異聚行為研究
課題組在國際著名刊物Journal of Hazardous Materials（2024, 472, 134564）上發(fā)表題為“Heteroaggregation kinetics of nanoplastics and soot nanoparticles in aquatic environments”的研究論文。該論文聯(lián)合華南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院楊琛教授共同完成,，陳澄宇副教授為通訊作者,。研究針對柴油機(jī)尾氣排放的黑碳納米顆粒與納米塑料在腐殖酸作用下的異型凝聚過程，定量了顆粒間作用力對膠體穩(wěn)定性的貢獻(xiàn),。
大分子與電解質(zhì)對納米塑料與針鐵礦在水環(huán)境中的作用過程影響
課題組在國際著名刊物Journal of Hazardous Materials（2024, 477, 135257）上發(fā)表題為“Influence of macromolecules and electrolytes on heteroaggregation kinetics of polystyrene nanoplastics and goethite nanoparticles in aquatic environments”的研究論文,。該論文聯(lián)合華南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院楊琛教授共同完成，陳澄宇副教授為共同第一作者,。該研究對比了蛋白質(zhì),、DNA與腐殖質(zhì)等環(huán)境與生物大分子對水中納米塑料及針鐵礦納米顆粒間的作用過程影響機(jī)制，并構(gòu)建了預(yù)測模型,。
煙塵納米顆粒促進(jìn)帕金森病的發(fā)生與發(fā)展的新機(jī)制
課題組在國際著名刊物Journal of Hazardous Materials（2024, 473, 134691）上發(fā)表題為“Soot nanoparticles promote ferroptosis in dopaminergic neurons via alteration of m6A RNA methylation in Parkinson’s disease”的研究論文,。該論文聯(lián)合廣東省人民醫(yī)院、暨南大學(xué)共同完成,，華南理工大學(xué)/廣東省人民醫(yī)院博士研究生封潔珠、廣東省人民醫(yī)院神經(jīng)科張飄,、資源環(huán)境學(xué)院碩士生陳坤霖為本文的共同第一作者,；廣東省人民醫(yī)院神經(jīng)科張玉虎主任,、資源環(huán)境學(xué)院陳澄宇副教授、暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院朱林燕教授為共同通訊作者,。該研究揭示了煙塵納米顆粒通過增加甲基化轉(zhuǎn)移酶METTL3,，擴(kuò)增ACSL4蛋白表達(dá)，加速多巴胺能神經(jīng)元的鐵死亡進(jìn)程,，從而加劇帕金森病的發(fā)生和發(fā)展,。
上述研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項目（42377418）、廣東省珠江人才計劃海外引進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊（2019ZT08N291）,、廣東省自然科學(xué)基金青年提升與面上項目（2023A1515030101,、2021A1515011503）、廣州市科技計劃（202201010505）及華南農(nóng)業(yè)大學(xué)提質(zhì)增效項目（4200-223378）等項目的資助,。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135424012983
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389424014365
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389424011439
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389424018363
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389424012706
文圖/資源環(huán)境學(xué)院
