土壤和沉积物中反应氧种的分布热点、形成机制和生态效应：一项批判性综述

反应氧种 (ROS)，包括超氧自由基 (O2•–)、过氧化氢 (H2O2)、羟基自由基 (•OH) 和单态氧 (1O2)，在土壤和沉积物中普遍存在，在营养物质生物地球化学循环、污染物转化和微生物生态中发挥着关键作用。之前的综述主要强调了ROS的毒性和芬顿化学相关反应，未能全面理解ROS的分布和热点、形成机制以及生态效应。在这里，我们首先总结了土壤和沉积物中ROS的最新原位和外部检测方法，以填补这些空白。通过绘制土壤和沉积物中ROS的分布，识别出ROS热点为活跃微界面和氧气—厌氧波动区。其次，概述了ROS的形成过程和机制，这涉及自然有机物 (NOM) 和生物炭（充当电子中介、地电池、地导体和光敏剂）、过渡金属（主要通过芬顿和芬顿类似反应）以及微生物（产生细胞外ROS，促进NOM降解或金属氧化物还原）。此外，至于ROS的生态效应，它们影响微生物群落、营养循环以及有机污染物和多价重金属的转化。最后，我们呼吁未来更多研究专注于开发快速和原位的ROS检测技术，阐明微量环境成分的交互ROS形成机制，分析ROS热点的生态后果，并在土壤和沉积物中实际应用ROS。全面理解土壤和沉积物中ROS的形成过程对于研究土壤碳封存和全球绿色低碳发展背景下的自然修复过程至关重要。