近日，农业农村部环境保护科研监测所农田有机污染生物消减创新团队揭示了富里酸对土壤电子传递的强化机制，为以土壤微生物电化学电子传递理论为基础的新型生态修复技术提供了理论依据。相关研究成果发表在《危险材料学报（Journal of Hazardous Materials）》上。

种间电子传递对有机污染物的生物降解至关重要，尤其是在传质阻力较大的土壤中。腐殖质在自然界中分布广泛，它们富含多种氧化还原官能团，能够参与胞外电子转移过程。然而，在复杂土壤基质中腐殖质介导的电子传递途径尚不清楚。

该研究借助土壤微生物电化学系统，从化学和生物的角度揭示了腐殖质（胡敏酸、胡敏素和富里酸）介导土壤电子传递的机制。结果显示：富里酸促进土壤电子传递的效果最好，土壤中累积电量和总石油烃去除量最高；富里酸导致土壤溶解性有机质的氧化态升高，赋予了其更高的电子传递能力；促进了与电子传递相关功能酶（细胞色素c）的活性和基因（mtrC）的表达，结构方程模型也表明它们对土壤生物电流产生有直接影响。良好的电子传输环境对土壤的微生物群落表现出定向筛选作用，富集了具有碳降解功能的细菌，加速了石油烃的去除。该研究成果加深了对自然界中胞外呼吸过程的认识，也为土壤微生物电化学修复有机污染土壤提供了支持。

图1 富里酸加速土壤电子传递的示意图

该研究得到国家自然科学基金面上项目、天津市自然科学基金重点项目、中国农业科学院“农科英才”以及科学中心重点任务的资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389424006599

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