石墨烯在植物培养体系中的转化、富集与环境生物效应

【作者】 杨胜韬； 陈凌云； 汪称龙； 常雪灵；

【机构】 西南民族大学化学与环境保护工程学院； 中国科学院高能物理研究所；

【摘要】 石墨烯是当前最具应用前景的碳纳米材料之一,已经有多种含石墨烯商品面世,如石墨烯触摸屏、电池、布料、球拍等。随着石墨烯产品的大规模研发、生产、应用和废弃,石墨烯进入人们的日常生活和环境,将不可避免地对人类健康和生态环境产生影响。因此亟需对石墨烯的环境生物效应进行研究。本文采用¹³C稳定同位素标记技术定量植物培养体系中的氧化石墨烯（GO）和还原石墨烯（RGO）的生物富集和迁移量,评价石墨烯对植物光合作用的影响等生物效应,并对石墨烯的环境转化进行初步探索。实验数据表明,GO能进入植物根部,难以迁移至茎叶;而RGO则课分布到植物根茎叶中。GO对植物光合作用影响较小;RGO则对叶片叶绿素含量、净光合作用强度等指标有严重抑制。富集在根部的GO引起根部组织结构破坏,导致细胞膜壁分离和细胞核破裂等;RGO对植物根系损伤较小。在植物培养体系中加入蛭石,可与GO发生相互作用,限制其迁移,进而大幅降低GO对植物的损伤。此外,GO在植物培养体系中发生缓慢的还原,并逐渐团聚。更多还原