低溫等離子體用于去除水培作物中的大腸桿菌

由日本名古屋大學和明治大學的研究人員領導的一個小組開發(fā)了一種消毒技術，利用電力產生的低溫等離子體培育環(huán)保型水培作物。這項創(chuàng)新技術使作物絕育，在不使用化肥的情況下促進植物生長。他們的研究結果發(fā)表在《環(huán)境技術與創(chuàng)新》雜志上。

在水培農業(yè)中，農民通過向植物根部提供營養(yǎng)液來種植植物。然而，營養(yǎng)液可能感染致病性大腸桿菌菌株，污染作物并導致食源性疾病。

為了避免這個問題，農民在種植前和種植過程中使用化學處理對營養(yǎng)液進行消毒。在這個過程中，營養(yǎng)液被替換。不幸的是，這可能會損害環(huán)境，因為化學物質會污染水，并在生產過程中產生溫室氣體排放。

“我們的研究結果提出了一種全新的消毒方法，”Meijo大學的作者Masafumi Ito教授說?！拔覀兊募夹g有可能減少使用化石燃料的農藥的生產、環(huán)境污染和殘留物?！?/p>

該團隊的技術不是使用農用化學品，而是使用等離子體進行殺菌。等離子體是帶有小電荷的氣體，被稱為離子和電子，以及電中性的反應粒子。該團隊使用等離子體發(fā)生器制造了低溫等離子體。

他們的方法針對肥料中的氨基酸色氨酸，這對植物的生長發(fā)育至關重要。當營養(yǎng)液用等離子體照射時，等離子體的電子產生氧自由基，高度不穩(wěn)定的氧粒子，然后產生色氨酸自由基。

雖然植物仍然可以在其代謝中使用改變的色氨酸，但自由基使大腸桿菌中參與碳代謝的酶失活。代謝組學分析顯示，對細菌生存至關重要的糖酵解和三羧酸回路失活，關鍵酶GAPDH失活。其結果是在較短的時間內使作物不育，這是與傳統(tǒng)的化學技術相比的一個主要優(yōu)勢。

名古屋大學低溫等離子體科學中心的主要作者Kenji Ishikawa教授說:“我們開發(fā)了一種使用氧自由基的滅菌技術，這是一種很有希望作為現(xiàn)代水培栽培營養(yǎng)液衛(wèi)生控制技術的技術。”“由于可持續(xù)發(fā)展目標和綠色戰(zhàn)略限制了化學農藥的使用，我們的創(chuàng)新技術可以通過將含有氮、氧和水蒸氣的大氣轉化為基于從自然能源中獲得的電能的低溫等離子體來進行殺菌。這項技術有望推動技術發(fā)展，朝著消除化石燃料和減少溫室氣體的目標發(fā)展。

來源：AAAS

亞氯酸鈉（Sodium hypochlorite，化學式：NaClO）是一種無色或淡黃色液體，常用作漂白劑和消毒劑。以下是亞氯酸鈉的一些化學性質：

1. 氧化性：亞氯酸鈉是一種氧化性化合物，能夠與許多物質發(fā)生氧化反應。

2. 氯化性：亞氯酸鈉在水中能夠迅速分解，生成次氯酸（HClO）和氫氧化鈉（NaOH）。亞氯酸是一種比亞氯酸鈉更強的氧化劑。

3. 消毒性：亞氯酸鈉具有較強的殺菌消毒作用，可用消毒水源、池塘和水處理。

4. 漂白性：亞氯酸鈉可用作漂白劑，能夠將許多染料和有機物氧化漂白。

5. 不穩(wěn)定性：亞氯酸鈉在陽光照射下會逐漸分解，所以需要存放在暗處，避免陽光直射。

需要注意的是，亞氯酸鈉是一種腐蝕性較強的化學物質，在處理和使用時應采取適當?shù)姆雷o措施。同時，避免與酸性物質或易燃物質接觸，以免引發(fā)危險反應。