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为解决农药污染威胁健康与生态的问题，研究人员开展金属基纳米颗粒及纳米杂化物用于农药传感与降解的研究。发现其通过 LSPR、荧光、SERS 等技术实现检测，借助光催化、水解等机制降解农药，为污染治理提供新路径。
农药作为农业生产的重要工具，在全球范围内被广泛使用以防治害虫、提升作物产量。然而，随着农药的大量施用，其通过径流、渗漏等途径进入土壤、地表水和地下水，导致环境中农药残留问题日益严峻。有机磷、有机氯、氨基甲酸酯等各类农药不仅对水生生物、土壤生态系统造成破坏，还通过食物链富集威胁人类健康，可引发神经系统损伤、癌症、生殖障碍等多种疾病。传统的农药检测和降解方法如色谱分析、化学处理等，存在成本高、效率低、二次污染风险等不足，因此，开发高效、环保的新型农药检测与修复技术迫在眉睫。
在此背景下，某研究机构的研究人员聚焦于金属基纳米颗粒及纳米杂化物在农药检测与降解领域的应用开展研究。相关成果发表在《Hybrid Advances》，为解决环境农药污染问题提供了新的思路和技术支撑。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：将金属纳米颗粒（如金、银纳米颗粒）与局部表面等离子体共振（LSPR）、荧光、表面增强拉曼光谱（SERS）、酶基检测、适配体（aptamer）检测等技术结合用于农药传感；利用光催化、水解、氧化、臭氧化等机制，借助金属氧化物纳米颗粒（如 TiO?、ZnO）、碳纳米管、金属有机框架等纳米材料实现农药降解。部分研究涉及实际环境样本（如河水、土壤）的检测与处理。
环境农药污染现状
全球多地监测显示，农药在水体、土壤和食品中广泛残留。例如，印度河流中检测到高浓度的 β-HCH 和马拉硫磷，欧洲地下水监测点中吡虫啉、甲草胺等农药超标，美国地表水中 221 种农药被检出，我国胶东半岛河流也存在多种农药污染。农药残留不仅通过饮用水，还通过蔬菜、牛奶等食品进入人体，对健康构成潜在威胁。
农药检测技术进展
- LSPR-based approaches：利用纳米颗粒表面等离子体共振特性，通过 /aptamer 与金纳米颗粒（AuNPs）结合、镧功能化 AuNPs 与甲基对硫磷作用引发的颜色变化实现农药选择性检测，检测限低至 0.1 nM。
- 荧光 - based detection：罗丹明 B（RB）荧光探针标记银 / 金双金属纳米颗粒、金基纳米信标探针等，通过荧光信号变化检测有机磷农药，基于荧光共振能量转移（FRET）的方法可定量检测多种农药，检测限达 ng/L 级。
- 表面增强拉曼光谱（SERS）：银纳米球、金纳米棱镜、三维聚酰胺 / AgNP 孔阵列等作为 SERS 基底，可高效检测莠去津、噻菌灵等农药，增强因子高达 1.67×10?，检测限低至 ppt 级。
- 酶基检测：乙酰胆碱酯酶（AChE）等酶与纳米材料结合，通过酶活性抑制或催化反应引发的纳米颗粒聚集颜色变化检测农药，如 AChE - 壳聚糖 - 银纳米颗粒体系可现场检测有机磷农药。
- aptamer-based detection：DNA/RNA 适配体与纳米颗粒结合，通过 aptamer - 农药复合物形成引发的纳米颗粒聚集或电子转移变化实现检测，如基于 AuNPs 的适配体传感器检测马拉硫磷，回收率达 98.9%-109.4%。
农药降解技术进展
- 光催化降解：TiO?、ZnO、氧化石墨烯（GO）等半导体纳米材料在光照下产生活性氧物种（ROS）降解农药，如 GO-TiO?纳米复合材料可降解 80% 的敌敌畏和马拉硫磷，BaTiO?@MWCNT 纳米复合材料在可见光下 40 分钟内完全降解莠去津。
- 水解：银 @TiO?核壳纳米颗粒、柠檬酸稳定的 AuNPs 等通过催化农药分子水解，将甲基对硫磷、毒死蜱等降解为低毒产物，如印迹空心纳米胶囊可使甲基对硫磷水解速率提高 355 倍。
- 氧化降解：Cu/Cu?O/CuO 杂化纳米颗粒、纳米零价铁（nZVI）等通过 Fenton-like 反应、自由基介导氧化降解农药，如 nZVI - 沸石 Y 体系可使废水中化学需氧量（COD）降低 91.26%。
- 臭氧化：TiO?、碳纳米管（CNTs）等催化臭氧分解产生羟基自由基（?OH）降解农药，如 2% 金负载二氧化钛在中性 pH 下 2 小时内完全降解三氯吡氧乙酸。
挑战与展望
尽管纳米技术在农药检测与降解中展现出巨大潜力，但仍面临诸多挑战。纳米材料的毒性（如 ZnO 纳米颗粒释放 Zn2?引发胚胎毒性）、规模化生产困难（影响纳米材料形貌与稳定性）、检测方法的选择性和多农药同时检测能力不足、缺乏统一的标准检测协议和监管框架等问题亟待解决。未来需加强跨学科研究，开发低毒、高效、可规模化生产的纳米材料，建立标准化检测与评估体系，推动纳米技术在农药污染治理中的实际应用。
这项研究系统揭示了金属基纳米颗粒及纳米杂化物在农药检测与降解中的应用潜力，为解决全球农药污染问题提供了创新的技术方案。其开发的高灵敏度检测方法和高效降解技术，有望在环境监测、食品安全保障等领域发挥重要作用，助力实现更清洁的生态环境和人类健康保障。
