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我所发现碎屑食物链是纳米银进入河流生态系统的“隐形通道”
时间:2026-09-02  来源:桂林植物园  作者:王晓慧  点击:

  近日,我所生态与环境研究中心环境生态学创新团队在Ecotoxicology and Environmental Safety(JCR Q1 28/725;中科院/新锐分区毒理学一区Top期刊;IF2026=6.63)上发表了题为“Silver Nanoparticle Trophic Transfer in a Detritus-Based Food Chain: effects for Aquatic Ecosystem Health”的学术论文。我所为第一单位,王晓慧博士为第一作者,广西师范大学丁洋与我所蒲高忠研究员为共同通讯作者。

  纳米银(AgNPs)广泛用于抗菌日用品,会随废水进入河流。以往相关研究大多关注水生动物直接接触吸收水中的纳米银或通过“藻类—浮游动物—鱼”的传递路径,但超过99%被摄入的纳米银会随粪便排出,沉积在水底,被落叶和微生物膜吸附,成为“蓄水池”。啃食落叶的虾成为第一传递者,碎屑食物链这条河流碳循环的主通道,在污染物传递中的角色长期被忽视。基于此,研究团队以喀斯特河流典型碎屑食物链“枫杨叶凋落物(附生真菌)→米虾→溪吻鰕虎鱼”为模型,对比探究了纳米银直接水相暴露和通过食物链的营养传递规律。研究结果首次证实了碎屑食物链是纳米银进入河流食物网的“隐形通道”。

  图摘:纳米银延碎屑食物链迁移转化

  该研究有三项核心发现:

  第一,纳米银入水后“抱团”作乱。纳米银入水后聚集成大颗粒,破坏落叶表面真菌的“朋友圈”——真菌种类减少、协作网络断裂,削弱了落叶分解效率,动摇食物链起点。

  第二,纳米银虽未在食物链顶端“放大”,却在关键器官“扎堆”。它不沿食物链逐级浓缩,但偏爱特定部位:米虾体内银主要囤积于头胸部(尤其经食物摄入时更向头部集中);溪吻鰕虎鱼体内银则大量滞留肠道——三级食物链[枫杨叶凋落物(附生真菌)→米虾→溪吻鰕虎鱼]的肠道银积累量比二级链(米虾→溪吻鰕虎鱼)高出14%-94%,并引发溪吻鰕虎鱼肝细胞水肿、鳃部淤血等损伤。

  第三,碎屑食物链是被忽视的“污染入口”。这项研究首次以实验证据表明,碎屑食物链“枫杨叶凋落物(附生真菌)→米虾→溪吻鰕虎鱼”与捕食食物链是同等重要的通道,同样是纳米污染物进入河流生态系统的关键途径。

  米虾类头胸部、腹节及尾节,以及溪吻鰕虎鱼类鳃、肝脏、肠道及其余组织在暴露于纳米银(0、5、10和15 μg/L)或硝酸银(5 μg/L)1、3、7及14天后的银累积情况

  纳米银虽然给日常生活带来了便利,但它一旦进入环境,就能通过我们意想不到的途径逐级传递、在关键器官蓄积,最终威胁水生生物的健康。由于喀斯特地区高钙镁离子浓度的硬水会促进纳米银聚集并附着于落叶,形成局部污染热点,环境风险更高。这为喀斯特脆弱生态区的水环境保护敲响了警钟:对于喀斯特这类地质化学敏感区域,尤其需要建立更具针对性的保护策略。这项工作提醒我们在享受纳米技术红利的同时,必须关注它进入自然环境后的“连锁反应”。

  该研究得到了国家自然科学基金(32460312, 31660154)、广西自然科学基金(2025GXNSFBA069005, 2025GXNSFAA069855)等项目的资助。我所陈霞霞、王柯懿、曾丹娟、杨俊博等参与了该研究工作。

  文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2026.120700

 

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