科学家发现可追踪燃煤活动的纳米级颗粒物

       华东师范大学教授杨毅等与美国弗吉尼亚理工大学教授Hochella等合作，发现一种新型的次生Magnéli相氧化钛在煤灰中广泛存在，并具有潜在的生物毒性。这种新型纳米颗粒物的发现不仅可以作为指示器示踪全球的煤燃烧活动，而且对于了解燃煤引发的人类健康风险具有重要意义。相关研究发表在日前出版的《自然—通讯》上，被选为当期热点文章并获相关专家推荐。


       全世界每年大约有330万例过早死亡与PM2.5相关，尤其是其中富含的超细颗粒物纳米级颗粒物，可以穿透肺泡，转移到血液，进而损害包括心脏和大脑在内的人体其他器官，对人类健康造成严重威胁。


       研究人员发现一种新型纳米颗粒物，其在透射电镜下显示出具有独特条纹的超细结构。该纳米颗粒物是一种在自然界中极其罕见的氧化钛的氧缺失形态——Magnéli相。经过详细的识别和分类，进而对各个形态进行准确的晶体结构鉴别，研究人员确认了该Magnéli相是一种典型的次生纳米颗粒物，并认为其可能与人类活动及燃煤密切相关。


       为了揭示该次生纳米颗粒物的形成机制，研究人员通过多次尝试，最终模拟煤燃烧微环境合成了Magnéli相，证明了其源自煤炭中的TiO2，且在煤的燃烧过程中产生。研究者进一步测试了该类次生纳米颗粒物在环境中的稳定性，结果表明这类Magnéli 相的氧化钛在环境中高度稳定，因此可用作环境示踪剂来追踪和评估全球的燃煤活动。同时，研究者通过对斑马鱼胚胎的毒理学实验发现，纳米级Magnéli相氧化钛有着不同于二氧化钛纳米颗粒物的光致毒途径，它们在没有光照刺激的条件下更具有生物毒性。