同步辐射技术研究纳米二氧化铈沿模拟陆生食物链的迁移和转化

基本信息
批准号:11575208
项目类别:面上项目
资助金额:75.00
负责人:马宇辉
学科分类:
依托单位:中国科学院高能物理研究所
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:丁雅韵,刘梦超,王国华,谢昌健,蔡华堂
关键词:
转化陆生食物链纳米二氧化铈迁移同步辐射技术
结项摘要

Nano-ceria, with special physicochemical properties, is an extremely important nanomaterials (NMs), which are widely used in industry, commodities and daily life. With a lot of applications, these NMs are inevitably released into the environment, and thus bring a series of effects to environment and human health. Much research has been focused on the biological effects of nanoceria on animal and cell. However, there is little concerns about its accumulation, transfer and biotransformation along the food chains (especially the terrestrial food chain). In this project, combined with our previous study results, a series of synchrotron radiation techniques, such as X-ray absorption spectroscopy (XAS), X-ray fluorescence (XRF) and scanning transmission X-ray microscopy imaging (STXM), etc., will be employed to study the fate in plants and uptake, transfer, and transformation of nanoceria with different properties (size/shape/surface charges) along the simulated terrestrial food chain (lettuce-snail) in detail. The correlations between the behavior of nanoceria and their nanoproperties, as well as the related mechanisms are also discussed. Our research will be helpful to evaluate the environmental and ecological risks of the increasing use of NMs, and provide important toxicological data to support sustainable development of nanoscience and nanotechnology.

纳米二氧化铈(nano-ceria)是一种极其重要的纳米材料,具有特殊的物理化学性质,广泛应用于工业生产和日常生活中。随着商业用量的日益增长,必然会造成这种纳米材料的环境浓度升高,进而对环境和人类健康产生潜在影响。现有的工作主要集中在纳米二氧化铈对动物和细胞的生物效应方面,而关于其沿食物链(尤其是陆生食物链)累积、迁移和转化的研究基本处于空白阶段。本项目以此为切入点,结合前期的研究基础,利用同步辐射X射线吸收(XAS)、X射线荧光(XRF)和扫描透射X射线显微成像(STXM)等多种技术,系统研究不同粒径/形貌/表面修饰的纳米CeO2在植物中的归趋以及沿模拟陆生食物链(生菜-蜗牛)体系的吸收、迁移和转化,总结纳米CeO2沿食物链转运与其纳米特性之间的关系并探讨相关机制。本研究将为评估金属纳米材料的生态环境风险,推动我国纳米科技的健康可持续发展提供科学依据。

项目摘要

纳米二氧化铈(nano-CeO2)是典型的金属氧化物纳米材料,因其独特的物理化学性质被广泛用于工业生产和日常生活中。在生产和使用过程中,纳米二氧化铈将不可避免地被释放到环境中,对环境物种产生潜在影响。本项目主要研究了纳米CeO2沿模拟陆生食物链的积累、迁移和转化。最终,我们比较了不同暴露途径下纳米CeO2沿食物链(生菜-蜗牛)的积累、迁移和转化,了解了纳米CeO2在各营养级物种中的归趋及存在形态,评价了纳米CeO2沿食物链传递对整个生态系统的潜在影响;研究了纳米CeO2在水培植物中基于转化条件下的转运行为,并探讨相关机制;研究了纳米CeO2在不同介质培养的植物中分布、积累和转化,揭示其转化规律与毒性效应机制;研究了化学形貌、表面电荷等性质对纳米CeO2在植物中转运和转化的影响;比较了纳米CeO2在不同物种的转化和转运行为差异及机制等,取得了一系列原创性的研究成果。本项目的研究结果将为评价纳米CeO2的生态效应,保障纳米技术健康发展提供科学依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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