小黄书

第一作者：姚嘉一

通讯作者：方婧、贾汉忠

第一作者单位：浙江科技大学

通讯单位：浙江科技大学小黄书热榜合集，剧情全程高能 、西北农林科技大学资源环境学院

文章链接：//doi.org/10.1021/acs.est.5c00581

近日，浙江科技大学小黄书热榜合集，剧情全程高能 废弃物循环利用与减污降碳团队方婧教授课题组在环境领域著名学术期刊Environmental Science & Technology上发表题为“Distribution Hotspots, Formation Mechanisms, and Ecological Effects of Reactive Oxygen Species in Soil and Sediment: A Critical Review（土壤和沉积物中活性氧的分布热区、形成机制及生态效应：综述）”的综述论文。环资学院青年教师姚嘉一为论文第一作者，环资学院方婧教授和西北农林科技大学资源环境学院贾汉忠教授为论文共同通讯作者，浙江科技大学为第一单位。

文中首先总结了当前先进的活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）检测方法，界定了ROS在土壤和沉积物中的分布热区为活性微界面与氧化还原波动区，继而概述了天然有机质（NOM）、生物炭、过渡金属及微生物生成ROS的过程及机制，探讨了ROS对微生物群落、养分循环及污染物转化的影响，最后提出了发展ROS原位检测技术、解析痕量组分交互机制及推动ROS在土壤污染修复中的实际应用等未来研究方向，为绿色低碳发展原则下土壤固碳与污染修复提供科学依据。

研究背景聚焦于传统活性氧（ROS）研究的局限性。既往综述多强调ROS的毒性和芬顿化学机制，缺乏对土壤/沉积物中ROS空间分布规律、多组分协同形成机制及生态效应的系统性整合。ROS（如超氧自由基O₂•⁻、过氧化氢H₂O₂、羟基自由基•OH和单线态氧¹O₂）作为环境中的关键活性组分，通过驱动碳氮循环、污染物转化和微生物群落演替深刻影响生态系统功能。然而，其分布异质性（如根际、炭际等微界面）和动态生成机制尚未明晰，制约了土壤碳封存与自然修复潜力的挖掘。

研究亮点在于开创性揭示ROS分布热点与多组分协同机制：1）首次绘制土壤/沉积物中ROS三维分布图谱，通过原位成像技术确认根际•OH浓度（486.87–1864.78 mg kg⁻¹）显著高于本体土壤（52.16–59.9 mg kg⁻¹），识别活性微界面（根际、炭际、碎屑圈）和氧波动区（稻田/潮间带）为ROS富集热点；2）开发高灵敏度原位检测技术（如HPF荧光探针检出限0.12 nM），实现微尺度动态监测；3）提出“自然有机质（NOM）-过渡金属-微生物”三元协同模型，阐明NOM作为电子穿梭体、Fe(II)介导芬顿反应（速率常数54–76 M⁻¹ s⁻¹）、微生物分泌胞外ROS的三重驱动机制；4）首次量化ROS对微生物群落的双刃剑效应（抑制丰度但提升功能菌耐氧性）及碳循环影响（有机质矿化率提升4–15%）。

研究结论确立ROS在环境过程中的枢纽地位：1）微界面ROS富集是驱动碳氮循环的核心引擎，其强度受控于Fe(II)/有机质空间耦合；2）氧波动区通过周期性氧化还原交替产生脉冲式•OH（浓度达132.76 μmol L⁻¹），主导污染物自然衰减；3）未来需突破原位检测技术瓶颈，探究痕量组分（如溶解性锰）的协同机制，并发展ROS靶向调控的土壤修复策略。该综述为理解“活性氧-环境因子-生态功能”互作网络提供全新范式。

Environmental Science & Technology是国际公认的环境科学与技术研究领域最具权威和影响力的学术期刊之一。该杂志推动对复杂环境现象的严谨研究，特别是在自然和工程系统中的归趋、传输和转化方面，同时促进关键环境问题的解决，是引领思想、改变政策的基础性刊物。此次论文的发表标志着小黄书 在环境科学与工程学科建设方面取得了新的突破。（环资学院方婧）