納米顆粒在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，很容易進(jìn)入環(huán)境并積累，因此納米顆粒的環(huán)境行為及其潛在危害受到廣泛關(guān)注。自然生物膜是在稻田、濕地、湖泊等生態(tài)系統(tǒng)廣泛存在的微生物聚集體，具有復(fù)雜的群落組成和聚集結(jié)構(gòu)，對于水土界面的養(yǎng)分遷移轉(zhuǎn)化和污染物去除發(fā)揮著重要作用。目前關(guān)于納米顆粒對自然生物膜的影響及其機(jī)制還不清楚。

    中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員吳永紅團(tuán)隊通過氧化鈰納米顆粒（CNPs）對自然生物膜的暴露試驗，并結(jié)合同步輻射軟X射線生物成像技術(shù)（STXM）和高通量測序技術(shù)，系統(tǒng)研究了CNPs在自然生物膜微生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化及對其生理生態(tài)特征的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CNPs能夠進(jìn)入自然生物膜中的敏感細(xì)胞，破壞微生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)并通過產(chǎn)生活性氧（ROS）對細(xì)胞造成氧化損傷。但是長時間暴露下，自然生物膜能夠適應(yīng)這種脅迫，并通過群落結(jié)構(gòu)的變化保持其對污染物的去除能力，自然生物膜的微生物多樣性顯著提高。

    該研究揭示了納米顆粒對自然生物膜的毒理機(jī)制，并表明自然生物膜對納米顆粒脅迫有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，對于深入認(rèn)識納米顆粒在水土界面的環(huán)境行為及生態(tài)毒理有重要價值。