许银教授课题组在国际权威期刊发表最新研究成果

湖南日报·新湖南客户端 2026-07-28 11:22:33

湖南日报·新湖南客户端7月28日讯（通讯员李蓉）近日，湘潭大学环境与资源学院许银教授团队在Nature旗下权威期刊《地球与环境通讯》（Communications Earth & Environment，IF=9.3）发表题为“硝酸根插层类水滑石调控活性氧物种并增强沉积物生态系统中的营养元素循环”（Nitrate-intercalated layered double hydroxide mediated reactive oxygen species regulation enhances nutrient cycling in sediment ecosystems）的研究论文。这是该学院首次在Nature旗下地球与环境科学领域的Top期刊发表论文。湘潭大学博士研究生李泽宇为第一作者，许银为通讯作者、李婷副教授、北京林业大学程翔教授共同参与此项工作，湘潭大学为第一完成单位和唯一通讯单位。

沉积物-水界面是活性氧物种（ROS）形成的重要区域，ROS通过参与营养元素循环与污染物转化，成为了维持水体自净功能的重要驱动力。然而，长期富营养化导致的水体缺氧抑制了该界面ROS的形成潜力，进而加剧了污染物在沉积物中的累积与再释放风险。本研究通过制备硝酸根插层的类水滑石材料，利用其层间阴离子交换特性实现了传统沉积物封盖技术与以硝酸盐为修复剂的化学氧化方法的结合，并成功重建了具有高ROS形成能力的沉积物-水界面。结果表明，NO₃-LDH将上覆水溶解氧（DO）水平提升了2.4倍，从而诱导界面处的H₂O₂、·O₂⁻和·OH峰值浓度分别提高了191%、114%和181%。ROS的持续形成加速了溶解性有机质（DOM）的转化与生物可利用性提升，从而富集了参与脱氮和磷转化的功能微生物，并显著提高了相关功能基因的丰度。与此同时，NO₃-LDH对磷酸盐的吸附固定与微生物介导的磷矿化作用相耦合，使沉积物总磷（TP）降低了28.5%。此外，NO₃-LDH具有良好的电化学活性促使体系中微生物电子传递链（ETC）活性提升了74.6%，有效促进了脱氮过程，使沉积物总氮（TN）降低了30.6%。本研究系统阐明了在水体修复过程中环境功能材料对沉积物界面氧化环境的重建，并通过调控界面理化性质驱动ROS形成，进而重塑微生物代谢网络，加速污染物的生物地球化学循环过程，构建了材料–界面–微生物协同驱动的污染削减机制，为富营养化沉积物的可持续原位修复提供了系统的理论依据。

近年来，该团队在水环境污染控制功能材料开发及表/界面调控、环境污染物转化行为、水体生态修复等研究领域取得了创新性的研究成果，已在《水研究》（Water Research）、《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）、《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）等国际权威期刊发表SCI论文40余篇。团队长期围绕水体沉积物内源污染治理与生态修复开展系统性基础研究与应用技术开发，为水环境安全保障提供了重要的科学支撑。

责编：刘子涵

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来源：湖南日报·新湖南客户端

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