来自铁基纳米材料（NMs）的根际铁膜是可持续农业的一种有前途的工具。然而，需要淹没条件才能产生铁膜，限制了NMs的应用范围。在该研究中，Zheng等人在旱地条件下通过α-Fe2O3NMs和植物-根际细菌共生体之间的相互作用，实现一种高度氯化的持久性有机污染物（2,2′,4,5,5′-五氯联苯，PCB101）的原位芬顿氧化。从机理上讲，α-Fe2O3NMs与Pseudomonas chlororaphis JD37共存会刺激苜蓿根部分泌酸性剂、还原剂以及H2O2，共同介导根际Fenton反应，将α-Fe2O3NMs转化为富含Fe(II)-硅酸盐的铁膜。进一步的验证在体外使用α-Fe2O3NMs和根际化合物重现了Fenton反应，证实了·OH在PCB101氧化降解中的关键作用。经过120天的处理后，茎、叶和土壤中的PCB101含量分别显着降低了18.6%、42.9%和23.2%，证明了这种NMs-植物-根际细菌技术在同时保障作物生产安全和土壤修复方面的有效性。这些发现有助于扩大纳米生物相互作用及其介导的铁膜生成在农业实践和土壤修复中的潜在应用。
图1. 氧化铁纳米材料与根际细菌相互作用进行PCB101氧化降解示意图
图2. 参与Fenton反应和植物-根细菌共生体形成的关键因素图3. 根际Fenton反应降解PCB101的机理Zheng, T.,
Hou, J., Wu, T., Jin, H., Dai, Y., Xu, J., Yang, K., Lin, D., 2024. Ferric
Oxide Nanomaterials and Plant-Rhizobacteria Symbionts Cogenerate Iron Plaque
for Removing Highly Chlorinated Contaminants in Dryland Soils. Environmental
Science & Technology, 58(25), 11063–11073.
https://doi.org/10.1021/acs.est.4c03133
