纳米材料的大量应用已经威胁到我们的生态环境，尤其是土壤健康，但是我们对于纳米材料如何影响土壤酶活性仍然缺乏统一的认识。近期，环境科学与工程学院陈祖亮教授团队林加奖博士基于全球来自73篇文章的1820个土壤酶活性数据，采用先进数据分析手段，对纳米材料的类别、浓度和作用时间以及土壤性质和酶类型对纳米材料的土壤环境毒性的影响分析，提出纳米材料对土壤微生物和酶活性的作用机理。结果发现： 首先，纳米银和纳米铜材料显著地抑制了土壤呼吸、微生物生物量碳和酶活性，碳纳米材料同样抑制了微生物生物量碳和酶活性，而纳米钛材料抑制土壤呼吸和酶活性，揭示纳米材料种类是最重要的影响因子。其次，纳米锌材料不会抑制除脱氢酶之外的土壤酶活性；而纳米铁材料不仅不会抑制土壤酶活性，反而刺激了土壤酸性磷酸酶的活性，提出未来纳米材料的类型应当更多地考虑纳米锌和纳米铁材料作为土壤修复材料。最后，通过分析纳米材料的添加浓度和作用时间以及土壤pH和有机碳水平，还发现碳、银和铜纳米材料对土壤酶活性的抑制随添加浓度增加而提高，并且随时间延长而降低，纳米材料对土壤酶的抑制作用在中性或碱性土壤以及有机碳含量低的土壤中尤其显著。
研究结果以“Influence of different types of nanomaterials on soil enzyme activity: A global meta-analysis”为题发表于纳米材料学期刊Nano Today（中科院材料科学大类一区，IF=20.722）。该论文福建师范大学为第一单位，我校林加奖博士为第一作者，中山大学陈怀海副教授和美国马萨诸塞大学邢宝山教授为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金和福建省自然科学基金等项目资助。
纳米材料对土壤呼吸、微生物生物量碳和土壤酶活性的影响及作用机理
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2021.101345