三种金属氧化物纳米颗粒的水生态毒性
纳米材料的水生毒性研究
纳米材料的水生毒性研究随着纳米科技的迅速发展，纳米材料被广泛应用于工业、农业、食品、日用品、医药等领域。
而表面活性剂除大量应用于洗涤剂工业和化妆品工业外，还能够作为助剂或添加剂用于食品、造纸、印染、油漆、医药、胶片、环保等各个工业部门。
他们的环境效应也日益受到人们的注重，作者总结了近年来纳米材料和表面活性剂的水生毒性的研究进展。
1纳米材料的水生毒性研究进展1.1纳米材料的水环境行为在纳米材料广泛应用的同时，其不可避免地会被释放到环境中(包括水体、空气和土壤)，对生态系统产生不利影响。
水环境是最易受污染的系统之一，纳米材料可通过污废水，地表径流或大气沉降等最终归于河、湖和溪流中。
纳米材料进入水环境后，可能会有以下几种行为：团聚、分散与沉降；随水流迁移扩散，同时与水体中其他污染物、天然颗粒物之间发生吸附/解吸、协同迁移等。
水环境中纳米材料的团聚状态、稳定性和迁移水平等环境行为不但受纳米材料的自身性质的影响，同时还受到水环境因素(如水体pH、离子强度、水体中所含有机质和表面活性剂等)的影响。
1.2纳米材料的水生毒理学研究进展纳米材料水生毒性研究常用的水生模式动物主要有鱼类和浮游动物。
鱼类是生态环境中的重要生物，科学研究中常作为模式生物来指示水生系统的变化。
鱼摄取纳米材料的途径有多种。
鱼除了通过常规的口、腮、皮肤摄取纳米材料外，还能够通过眼、嗅球和生殖泌尿孔等表面小孔和肠道内的胞吞作用摄入纳米材料。
鱼类毒性研究中常用的指示终点有：胚胎发育情况(孵化时间、孵化率、畸形、幼鱼体长等)、死亡率、抗氧化基因的表达或酶的变化、病理学分析(如鳃丝水肿)和行为学观察等。
污染物在食物链中实行传递时，常用生物放大系数(biomagnificationfactor，BMF)衡量生物放大效应，当BMF＞1时，认为污染物在食物链上具有生物放大效应。
Zhu等和Lewinski等建立大型蚤-斑马鱼二级食物链，纳米TiO2和CdSe/ZnS量子点沿此食物链传递的BMF值分别为0.009和0.04，说明纳米材料并未沿食物链发生生物放大效应。
水环境中纳米二氧化钛的毒性研究
水环境中纳米二氧化钛的毒性研究发布时间：2022-07-10T05:14:22.443Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷5期作者：陈淼银邱建贺何广朝蔡红波[导读] 通过模拟含有nano-TiO2 的水环境，通过测定nano-TiO2染毒金鱼脑组织MDA的含量、Cat的活性、SOD的活性，探讨nano-TiO2对金鱼的毒性分析，以期为水环境中nano-TiO2的毒性研究提供一定的理论参考价值。
陈淼银邱建贺何广朝蔡红波佛山市玉凰生态环境科技有限公司广东佛山 528200摘要目的：通过模拟含有nano-TiO2 的水环境，通过测定nano-TiO2染毒金鱼脑组织MDA的含量、Cat的活性、SOD的活性，探讨nano-TiO2对金鱼的毒性分析，以期为水环境中nano-TiO2的毒性研究提供一定的理论参考价值。
方法：选择健康、体长相近金鱼225条，随机分组，然后称其平均体重为9.8g，平均体长为10.6cm。
放入到4个染毒剂量组和1个空白组中培养，每组3个平行，每个平行15条，全天曝气。
4个染毒组nano-TiO2浓度分别是50mg/l、100mg/l、200mg/l和400mg/l。
染毒结束后，用TBA方法测定金鱼大脑MDA的含量、用钼酸铵比色法测定金鱼大脑Cat的活性、用邻苯三酚自氧化方法测定金鱼大脑SOD的活性。
结果：（1）染毒组与空白组对比发现其MDA含量均呈极显著性差异（P＜0.01），不同染毒组的小金鱼脑组织的MDA水平差异也有显著性（?P﹤0.05）；（2）各染毒组Cat含量比对照组显著降低（P＜0.05），染毒浓度从低到高，Cat活性逐渐回升，浓度较低范围内这种回升现象极其明显，浓度较高范围内，Cat活性回升也较明显；（3）所有染毒组脑组织中SOD对邻苯三酚的抑制率与空白组相比，均呈显著性下降（P<0.05）。
相邻染毒组之间，低浓度(50mg/l)和中浓度(100mg/l)之间有显著性差异（p<0.05）。
纳米颗粒毒性评估其对环境污染风险
纳米颗粒毒性评估其对环境污染风险摘要：纳米颗粒作为一种新型材料，广泛应用于各个领域，但其潜在的毒性引起了广泛关注。
本文将重点探讨纳米颗粒的毒性评估方法以及其对环境污染的风险，旨在为纳米颗粒应用的安全性评估提供参考。
引言：自纳米技术的出现以来，纳米颗粒作为一种重要的纳米材料在能源、催化、生物医学和环境领域得到了广泛应用。
然而，纳米颗粒的特殊性质和巨大表面积使得其可能具有潜在的毒性，进而对环境和人类健康产生负面影响。
因此，对纳米颗粒的毒性评估以及环境风险的研究变得至关重要。
纳米颗粒的毒性评估方法：为了评估纳米颗粒的毒性，科学家们开发了多种方法。
常用的方法包括体外评估、体内评估和生物监测。
在体外评估中，通过体外模型模拟体内环境，测量纳米颗粒与细胞之间的相互作用，以确定其对细胞的损伤程度。
体内评估通过实验动物模型进行，包括小鼠、大鼠和灵长类动物，通过暴露这些动物于纳米颗粒，观察其对动物器官功能的影响，以评估其毒性。
生物监测则通过采集人类暴露于纳米颗粒的样本进行分析，以了解纳米颗粒对人体健康的潜在危害。
纳米颗粒对环境污染风险的研究：纳米颗粒的大量使用不可避免地导致了环境中的纳米颗粒污染。
这些纳米颗粒进入土壤、水体和空气中，对生态系统和生物多样性产生潜在的影响。
对纳米颗粒的环境影响研究主要包括生物累积、生物转化和环境行为。
生物累积研究了纳米颗粒在生物体内的积累情况，通过分析生物组织中的纳米颗粒含量来评估其毒性。
生物转化研究了纳米颗粒在生物体内的转化过程，了解其在生物体内的代谢途径和毒性产物的形成。
环境行为研究了纳米颗粒在土壤、水体和大气中的迁移和转化，以确定其分布和潜在的风险。
纳米颗粒的毒性机制：纳米颗粒的毒性机制非常复杂，涉及细胞内和细胞外多个生物学过程。
纳米颗粒可以通过直接损伤细胞膜和DNA，诱发氧化应激和炎症反应，导致细胞凋亡和坏死。
此外，纳米颗粒还可以与细胞内的信号通路相互作用，干扰细胞正常的代谢和生物功能。
纳米材料的危害
纳米材料的危害
纳米材料作为一种新型材料，在科技领域得到了广泛的应用，但是随之而来的危害也引起了人们的关注。
纳米材料的危害主要表现在环境污染、生物毒性和人体健康等方面。
首先，纳米材料对环境造成的污染是不可忽视的。
由于纳米材料具有微小的体积和高比表面积，一旦进入环境中，很容易对土壤、水体和大气造成污染。
特别是一些金属纳米材料，如纳米银、纳米氧化铁等，它们对环境的影响更为严重，可能对生态系统造成破坏，影响生物多样性，甚至对人类健康造成潜在威胁。
其次，纳米材料的生物毒性也是一个备受关注的问题。
许多研究表明，一些纳米材料对生物体具有一定的毒性，可能导致细胞损伤、基因突变甚至癌症等严重后果。
特别是一些纳米颗粒，由于其微小的尺寸和特殊的表面性质，可能更容易穿透细胞膜，进入细胞内部，对细胞结构和功能产生影响，从而引发生物毒性反应。
此外，纳米材料对人体健康的影响也备受关注。
随着纳米材料在生产和生活中的广泛应用，人们接触到纳米材料的机会也越来越多。
然而，一些研究表明，长期接触纳米材料可能对人体健康产生潜在的危害，如呼吸道疾病、免疫系统紊乱、神经系统损伤等。
尤其是一些工作在纳米材料生产和加工领域的人员，由于长期接触纳米材料，可能面临更高的健康风险。
因此，对纳米材料的危害问题，我们应该高度重视。
在推动纳米材料应用的同时，也要加强对纳米材料的环境影响和生物毒性的研究，制定相应的安全规范和管理措施，以减少其对环境和人类健康的潜在危害。
只有在科学合理地利用纳米材料的同时，才能更好地保护环境和人类健康，实现可持续发展的目标。
纳米TiO2和Cu(Ⅱ)、 Zn(Ⅱ)对小球藻和新月菱形藻的毒性研究
（ Ｉ ．大连海洋大学 水产 与生命学 院 辽宁省贝类 良种繁育工程技 术研究 中心 ，辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３ ；２ ．国家海洋 环境监测 中心 ，辽
宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３ ； ３ ． 大连海洋大学 海洋科技与环境学 院 ，辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３ ）
摘 要 ：为了研究纳米材料 和重金属 对水 生生物 的毒性作 用 ，采用 水生毒 理学试 验方法 ， 考察了Ｔ ｉ Ｏ ， 纳米
第３ Ｏ卷第 ５期
２０１ ５年 １ ０月
大
连
海 洋
大 学
学 报
Ｖ０ １ ． ３ Ｏ Ｎｏ ． ５
Ｏｃ ｔ．２ Ｏｌ ５
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ Ｄ ＡＵ ＡＮ Ｏ ＣＥ ＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ５ ３ ５ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｄ ｌ ｈ ｙ ｘ ｂ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ ０ ７
新月菱形 藻的 ９ ６ ｈ Ｅ Ｃ ５ ０ 分别 为 １ ０ ． １ ９ ７ 、１ ０ ． ０ ３ ３ ｍｇ ／ Ｌ，Ｚ ｎ （ １ １ ） 对小 球藻 和新月菱 形藻 的 ９ ６ ｈ Ｅ Ｃ 。 分别为
１ １ ． ３ ３ ０ 、１ ３ ． ５ ８ ３ ｍｇ ／ Ｌ 。联合毒性试 验结 果表明 ，Ｔ ｉ Ｏ ２ ＋ Ｃ ｕ （ １ Ｉ ） 、Ｔ ｉ Ｏ ＋ Ｚ ｎ （Ⅱ）对两种微 藻 的联合效 应 Ｅ Ｃ ５ ０
纳米材料的毒性与环境问题
纳米材料的毒性与环境问题随着现代科技的发展，纳米材料成为了当前研究的热点。
纳米材料具有比一般物质更高的比表面积、更好的物理化学性质以及更为广泛的应用前景。
与此同时，随着纳米材料的广泛应用，其毒性与环境问题也逐渐浮出水面。
本文将重点探讨纳米材料的毒性与环境问题。
一、纳米材料的毒性1. 纳米材料对人体的影响纳米材料具有独特的物理化学性质，这也意味着它们可能对人体产生不同寻常的影响。
目前研究表明，纳米材料对人体的影响主要表现在两个方面：一是对皮肤的影响；二是对呼吸系统的影响。
近年来，一些纳米材料被广泛应用于化妆品、药物和防晒霜等领域。
然而，这些应用也引起了科学家们的担忧。
据研究表明，长期暴露于含有纳米材料的化妆品中可能导致皮肤炎症和过敏反应。
除此之外，纳米材料也可能通过呼吸道进入人体引起影响。
一些纳米材料如二氧化钛、氧化铁和氧化铜等可以在人体肺部积聚并引起炎症反应。
这一点对于生产和使用纳米材料的工人尤其重要。
2. 纳米材料对环境的影响纳米材料也可能对环境造成不良影响。
目前已有研究表明，纳米材料对环境的影响主要表现在以下几个方面：首先，纳米材料可能对水生生物的生物学和生态学造成不良影响。
例如，纳米氧化铁被发现可以影响鱼类和淡水藻类的生长。
此外，纳米材料可能因其高比表面积、小尺寸和表面活性对环境中微生物的生命活动产生影响。
其次，纳米材料可能通过植物的根系和表面进入食物链。
这些纳米材料可能在植物的各个部位中积聚，并在动物体内进行传递和累积。
这可能会对整个生态系统产生影响。
最后，纳米材料可能对土壤中的微生物和有机物质进行微生物降解过程产生影响。
这一影响可能会为土壤中的微生物提供更大的表面积，增加它们与有机质的接触，从而促进土壤有机质的降解。
二、解决纳米材料的问题考虑到现有的毒性与环境问题，科学家们需要制定一些措施以降低纳米材料对人体和环境的影响。
以下是一些科学家已经开始探索的解决方案：1. 调整纳米材料的表面性质由于纳米材料的表面性质与其毒性密切相关，一些科学家提出通过调节纳米材料的表面性质来降低其对人体和环境的影响。
纳米颗粒在水环境中的团聚行为和毒性效应研究
纳米颗粒在水环境中的团聚行为和毒性效应研究!杨#艺!#张焕祯!#刘俊峰"!!$中国地质大学!北京$水资源与环境学院"北京!&&&]%#"$北京矿冶研究总院"北京!&&!8&$摘要!随着纳米技术的快速发展!纳米颗粒以其特殊的物理化学性质在生产及生活的各个领域中被广泛使用’纳米颗粒具有较高的表面活性!会与环境中的物质发生相互作用造成表面结构的改变!从而对环境产生诸多影响’因此!纳米颗粒带来的健康风险及可能造成的环境危害!逐渐受到人们的关注’通过概述纳米颗粒的来源及性质!列举了几类应用较广的纳米颗粒的最新研究进展!总结了纳米颗粒在水环境中团聚的影响因素包括内部因素和外部环境因素!归纳了毒性效应及其检测技术!并探讨了纳米颗粒环境行为和毒性效应研究存在的问题’关键词!纳米颗粒&物化性质&生态毒性&环境行为0/3%!&$!%"&’-4564)75"&!8&9&&’’1.&T T -.T &’"()3.1&/"(-&)*’(V "0.22.0’(2)&)(,&-’"0%.!")&[$&’"0.)/"-()#.)’?A 1B?;!":(A 1B(CD ><X 6J >!".3@c C><I J >)"!!$L76==+=I ^D Q J O M J N =CO 7J N n F >P ;O =>,J >Q "*6;>D @>;P J O N ;Q E =I B J =N 7;J >7J N "G J ;4;>)!&&&]%"*6;>D #"$G J ;4;>)B J >J O D +M J N J D O 763>N Q ;Q CQ J =I ‘;>;>)n ‘J Q D ++CO )E "G J ;4;>)!&&!8&"*6;>D $&56789:7%A +=>)Y ;Q 6Q 6JO D V;R RJ P J +=V,J >Q =I >D >=Q J 76>=+=)E ">D >=VD O Q ;7+J N Y ;Q 6N VJ 7;D +V6E N ;7D +D >R 76J ,;7D +VO =VJ O Q ;J N 6D P J WJ J >Y ;RJ +E CN J R ;>P D O ;=CN D O J D N =I VO =RC7Q ;=>D >R RD ;+E +;I J 51D >=VD O Q ;7+J N 7D >;>Q J O D 7Q Y ;Q 6,D 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N$(通过石墨电弧放电)激光蒸凝或对含碳气体使用化学气相沉积来控制导管的直径及大小合成碳纳米管&Z’(常采用共价修饰和非共价修饰的方法对碳纳米管进行表面改性"从而提高其在环境中的稳定性&’’(因具有良好的机械性能和电导性"碳纳米管及其衍生物在催化剂)燃料电池)航空航天和汽车加工等行业应用日益广泛("$纳米金属氧化物"分为单体化合物"如二氧化铈!*J/"$)二氧化钛!S;/"$)氧化锌!:>/$和二元金属化合物"如锂钴氧化物!.;*=/"$)铟锡氧化物!3>L>/$&8’(其中"单体化合物应用较为广泛%*J/"主要作为柴油燃烧催化剂(S;/"性质稳定且安全无毒"具有优良的光电催化性能"常用于太阳能电池)颜料等方面(S;/"和:>/具有抗紫外线的特性"在化妆品及容器涂层方面有大量使用(%$半导体纳米晶体"也称量子点&\’"如*R-LJ) *R-S J(主要用于医学成像和靶向治疗等&]’"近年来在光电设备)通信等方面也有应用(Z$纳米零价金属(应用最广的是纳米零价铁"粒径为!a!&&>,"较小的粒径和较大的比表面积使其很多性能优于一般零价铁"在生态修复方面可用于降解多种污染物(纳米零价铁作为一种有效的脱卤还原剂"可将难降解的有机污染物!有机氯农药)卤代芳香烃)卤代烷烃等$转化为无毒或低毒的化合物&9’(使用纳米零价铁降低水环境中的硝酸盐含量已成为近年来一个关注的热点(但因为纳米零价铁易氧化"造成表面钝化而减小反应活性"存在使用周期短)易团聚等缺点(’$纳米树状分子(通过改变反应条件控制其形状)大小和分子量"在生物)材料)医学等方面纳米树状分子均有应用"常用于化学传感器)有色眼镜)01A 芯片等&!&’(NB影响纳米颗粒在水环境中团聚行为的因素ND CB纳米颗粒的表面修饰为了使纳米材料应用更广泛"大量工业纳米颗粒都进行了表面包覆或改性(通过表面修饰的方式"可提高纳米颗粒间的空间阻力或静电作用力"进而增强颗粒的稳定性与分散性(当纳米颗粒表面引入功能基团后"如羟基)羧基)表面活性剂等"其亲水性)导电性及化学反应活性会发生改变(‘D)O J X等&!!’发现在碳纳米颗粒表面修饰羟基)羰基等含氧官能团可提高碳纳米颗粒在水体中的稳定性(ND NB水的离子强度水的离子强度升高会减弱颗粒之间的静电作用力"降低其在水环境中的胶体稳定性(纳米颗粒的#<电位随水环境中电解质浓度的增大而减小"当#<电位降为&时"颗粒的稳定性最差"易发生团聚(同时"离子强度也会引起胶粒性质的改变"如二价阳离子!*D"d和‘)"d$比一价阳离子!1D d和j d$能更有效地屏蔽纳米颗粒的表面电荷"使其从稳定的悬浊状态中脱稳团聚&!"<!%’(ND QB水体V(由于纳米颗粒表面电荷与表面官能团的解离平衡有关"所以水体V(对于纳米颗粒的胶体稳定性至关重要&!Z’(胶体颗粒通常可以从水体中吸附与其电性相反的离子形成胶团(研究表明"随着水体V(由低到高"纳米颗粒表面电荷由正转为负(当V(处于某个数值时"纳米颗粒表面电量为&"此时的V(称为该纳米颗粒的零电荷点!_:*$&!’’(当水体V(接近纳米颗粒的_:*时"粒子之间的静电斥力减弱使其脱稳造成团聚(因此"V(通过改变纳米颗粒所带电荷的电量及电性进而影响其在水体中的分散与团聚过程"使粒子的性质发生变化(材料与表面官能团不同"工业纳米颗粒的表面零电荷点也不同"如表!所示&!8<!\’(表CB常见纳米颗粒的零电荷点’95E<CB,406?K:?JJ?LL9L?G987F:E<6工业纳米颗粒_:*富勒烯!*8&$a%$&L;/"纳米颗粒a"$&*J/"纳米颗粒8$’a]$!S;/"纳米颗粒Z$’a8$9碳纳米管!*1S N$"$’a Z$’ND SB水体中有机质在天然水环境中广泛存在着有机质"主要是植物]!环#境#工#程F>P;O=>,J>Q D+F>);>J J O;>)或微生物的残骸经过一定的生物过程后形成的(纳米颗粒会不可避免地与其发生反应"使纳米颗粒的团聚行为与胶体稳定性受到影响&!]<!9’(一方面"有机质带一定数量的负电荷"会改变粒子的表面电荷"增强其分散性#另一方面"有机质可以通过对纳米颗粒的包裹作用"增大胶粒与生物之间的距离"降低彼此之间的接触几率"显著提高颗粒的胶体稳定性与迁移性&"&’(此外"有机质是光敏化剂"在太阳光照射下可以产生羟基自由基)过氧自由基等&"!’"这些具有高活性的自由基会和纳米颗粒发生反应"影响其在水环境中的团聚行为(ND WB水体中胶体颗粒水环境中存在着大量的天然胶体颗粒"远比泄漏到水体中的工业纳米颗粒多&""’"所以工业纳米颗粒除了自身的团聚行为外"更多的是会与水体中天然胶体颗粒发生相互碰撞"尤其是含量较多的铁胶体颗粒(_J Q=N D等&"%’发现水环境中的铁胶体颗粒在很大程度上影响工业纳米颗粒的环境行为与归趋(现有研究多采用同相团聚的方法"用纳米材料自身的团聚速率来近似表征纳米颗粒的胶体稳定性(这种方法虽揭示了一定水环境参数对纳米颗粒胶体稳定性的影响"但未能完全反映工业纳米颗粒在水环境中的行为&"Z’(因此"要揭示工业纳米颗粒在水环境中的团聚行为"还需分析水环境中铁胶体颗粒对纳米颗粒的影响(可见"要全面揭示纳米颗粒在水环境中的胶体稳定性"不但需要找到多种水环境因子对纳米颗粒影响的分析方法"而且在研究内容上应加以深入"对水环境中广泛存在的天然铁胶体颗粒对纳米颗粒的行为影响进行分析(QB纳米颗粒的毒性效应由于纳米材料在生产及生活中的大量应用"纳米颗粒进入到环境中是无法避免的"并随大气循环)水循环和生物循环进入生态系统(一般情况下存在于空气中的纳米颗粒称之为超微粒子"存在于土壤和水体中的纳米颗粒被称为胶体&!&’(在纳米颗粒进入环境的途径里"最大的风险来源于其生产)加工与运输过程中的泄漏"其次是纳米材料使用过程中的磨损和侵蚀(研究发现"纳米颗粒经过迁移最终会在水体和土壤中累积"并与微生物发生相互作用(其对微生物的危害主要包括%个方面%首先"纳米颗粒具有较小的尺寸"能够穿过微生物的细胞膜"与内部的蛋白质及01A作用"从而干扰细胞活性#其次"纳米颗粒活性较高"产生的活性氧!M/L$不仅会破坏细胞膜"阻碍细胞与外界进行物质交换" M/L还会激发细胞内的氧化应激通路"使细胞受到损伤&"’’#又由于部分纳米颗粒物会溶解出金属离子"从而造成纳米颗粒的毒性增强&"8’(G O=Y>&"\’等指出可以通过表面改性来减小纳米颗粒吸附其他细胞的性能(_J Q O;<b;>T&"!’等发现纳米氧化铁颗粒被聚乙烯醇包覆后毒性会降低(此外"有研究表明阴离子修饰的纳米颗粒毒性比阳离子修饰的纳米颗粒毒性低"而不带电荷的纳米颗粒具有更强的生物相容性&!]’(纳米颗粒对人类健康的影响目前仍处在探究与监测中"但传统的_‘!&)_‘’到_‘"$’甚至更小的粒子对人类的毒性已得到证实&!&’(因此"工业纳米颗粒作为一种新型的污染物"其在环境中的行为与归趋成为近年来关注的热点(SB环境中纳米颗粒检测技术由于纳米颗粒对生态系统有潜在的风险"其稳定性在某种内部及外界环境因素的作用下会受到影响(所以"需要寻找有效且可行的测试方法分析环境中的纳米颗粒"通过对纳米颗粒表征进一步规范纳米材料的研究及应用(相比于传统物质"纳米颗粒的粒径小且理化性质参数多"其检测方式更为复杂(常用的纳米颗粒检测方法如下&"]’%SD CB显微镜及相关技术光学显微镜!/‘$因为分辨率低"很难对纳米颗粒进行成像分析(而电子显微镜采用电子束扫描成像的原理"分辨率可以达到纳米级"如透射电镜及扫描电镜不仅能成像"也可分析纳米颗粒的大小)形状)团聚情况)粒径分布情况等&"9’(但透射电镜及扫描电镜需要在真空下观察"且样品需要干燥)低温固定等预处理操作"可能会改变纳米颗粒在原有环境中的结构"增大图像分析的难度(SD NB光谱分析技术光谱技术在分析纳米颗粒的结构和性质方面也是一种常用的检测方法(紫外可见光吸收光谱!@i<P;N$通过分析纳米颗粒对紫外和可见光辐射的吸收程度"能测定该物质的组成及结构(纳米颗粒的尺寸与其吸收谱带的位置相关&%&’"若吸收峰向短波长移动!蓝移$"表明粒子粒径小#若吸收峰向长波长移动!红移$"表明粒子粒9!水#污#染#防#治^D Q J O_=++CQ;=>*=>Q O=+径大(H射线衍射!H M0$是分析物质原子或分子形态及结构的重要手段(常见的纳米颗粒如S;/")A+"/%)L;/"等具有多种晶型"晶相的确定是应用及纳米颗粒稳定性研究的重要前提&"]’"H M0技术通过H射线产生衍射效应的差异来测定组分的晶相)组成和结晶状态等"为纳米颗粒环境行为的研究提供依据(动态光散射!0.L$能够测量光强随时间波动的变化情况"依据粒子在液体中的布朗运动"分析其水合粒径及粒度分布"其检测的尺寸范围为"a%&&&>,( 0.L还可以用来测定纳米颗粒的#<电位"而#<电位的绝对值可以体现分散体系的稳定性"其值越高则该胶体溶液的稳定性越好(但由于0.L测量的是粒径的平均值"难以准确表征颗粒粒径"检测结果的准确性可能会受到影响&%!’(SD QB质谱分析技术质谱法也是一种常用的测试方法"其原理是样品中的组分在离子源的作用下发生电离"通过分析所产生的不同质荷比的离子"对组分进行定性及定量(质谱包括很多种"其中3*_<‘L已广泛应用于环境样品中纳米颗粒的测定"可对组分进行准确定量"检测限可达到VVQ级&%"’(质谱分析技术具有灵敏度高)准确性强等优点"虽然光谱也能对纳米颗粒进行定量"但其检出限要低于3*_<‘L(WB问题与展望由于纳米材料具有独特的理化性质"明确其在生态系统中的行为以及归趋尤为重要(它们能否在水环境和土壤沉积系统中保持原有的纳米尺寸)结构以及活性"是否与其他胶体微粒发生团聚"外界条件对其产生何种影响等问题亟待解决&%%’(尽管有模型对纳米颗粒的潜在释放及负载进行估计"但是目前没有针对环境中纳米颗粒的确切数据"也没有其在环境中物化形态及分布相关的数据(因此"深入探究环境中纳米颗粒的测定技术"为纳米颗粒的生态风险评估提供数据支撑迫在眉睫(水生生态风险评估的经典方法不适用于工业纳米颗粒"因为暴露风险评估及污染物的生物可利用组分评估通常都需要以可溶性污染物为基础进行判断&%Z’(同时"工业纳米颗粒随环境条件的改变也会形成不同的形态!溶解态)胶体)颗粒态$&%’’(因此"通过规范研究方法"明确纳米颗粒在水环境中团聚行为和毒性效应"判断其在环境中的行为及归趋是当前研究的重要方向(参考文献&!’#B G-S\\!Z#LQ D>RD O R S J O,;>=+=)EM J+D Q;>)Q=1D>=Q J76>=+=)E&L’5&"’#A+J TN D>RO D G0"?C(."1)A‘*"J Q D+5S=U;7;Q E=I,J Q D+ =U;RJ>D>=VD O Q;7+J N%‘J76D>;N,N"76D O D7Q J O;X D Q;=>"D>R D P=;R;>)J U VJ O;,J>Q D+D O Q J I D7Q N&c’5L,D++""&!’"!!!!$%"8<ZZ5&%’#RJ*D N Q O=*."‘;Q76J++G L51D>=VD O Q;7+J NI O=,‘J76D>;7D+ A7Q;=>53>G D O D Q=>‘3"J R"LE>Q6J N;N"b C>7Q;=>D+;X D Q;=>D>RLCO I D7JS O J D Q,J>Q=I1D>=VD O Q;7+J N&‘’5*A"@LA%A,J O;7D>L7;J>7J"i D+J>7;D""&&"%!<!’5&Z’#j O=Q=(^"(J D Q6cM"/p G O;J>L*"J Q D+5*8&%G C7T,;>N Q J OI C++J O J>J&c’51D Q CO J"!9]’"%!]%!8"5&’’#(=+X;>)J O‘"LQ J;>,J Q Xc"LD,D;++J0"J Q D+5*E7+=D RR;Q;=>I=O 7O=N N<+;>T;>)L^*1S N&c’5*D O W=>""&&Z"Z"!!$%9Z!<9Z\5&8’#.J TD N05A>D+E N;N=I1D>=Q J76>=+=)EI O=,D>3>RCN Q O;D+F7=+=)E _J O N VJ7Q;P J5_D O Q33%LCWN Q D>7J b+=Y A>D+E N;N=I*D O W=>1D>=Q CWJ N5_O=4J7Q=>F,J O);>)1D>=Q J76>=+=);J NM J V=O Q&M’5^==RO=Y^;+N=>3>Q J O>D Q;=>D+*J>Q O JI=OL76=+D O N"^D N6;>)Q=>"0*""&&’5&\’#*=O,D A"A;O;D C‘"‘D O Q;>J X*5LE>Q6J N;N D>R7D Q D+E Q;7VO=VJ O Q;J N =I Q6J O,D++ED>R6E RO=Q6J O,D++EN Q D W+J"6;)6N CO I D7JD O J DL;/"<*J/",J N=N Q O C7Q CO J R7=,V=N;Q J,D Q J O;D+ND>R Q6J;O D VV+;7D Q;=>I=O Q6J O J,=P D+=I N C+V6CO7=,V=C>RN I O=,)D N=+;>J&c’5c*D Q D+E N;N""&&Z"""Z!"$%ZZ!<ZZ]$&]’#_;Q TJ Q6+E‘c51D>=,D Q J O;D+N%S6J 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D I;+Q O D Q;=>,J,WO D>J NP;DV=N Q<I D WO;7D Q;=>)O D I Q;>)=IW;=7;RD+>D>=,D Q J O;D+N&c’5A*L A VV+;J R‘D Q J O;D+Nn3>Q J O I D7J N""&!!"%!]$%"]8!<"]8]$&"!’#*6D,V;=>c A"‘;Q O D)=Q O;L5M=+J=I Q D O)J Q)J=,J Q O E;> V6D)=7E Q=N;N&c’5_O=71D Q+A7D R L7;@LA""&&8"!&%!!%$%Z9%&<Z9%Z$&""’#_J Q O;<b;>TD"LQ J;Q X W5F I I J7Q=I7J++,J R;D=>V=+E,J O7=D Q J R N CVJ O VD O D,D)>J Q;7;O=>=U;RJ>D>=VD O Q;7+J N!L_3/1N$%*=++=;RD+N Q D W;+;Q E"7E Q=Q=U;7;Q E D>R7J++C+D O CVQ D TJ N Q CR;J N&c’5F CO c_6D O,G;=V6D O,""&&]"8]!!$%!"9<!%\$&"%’#L,;Q6G"^J VD N>;7T j53>I+CJ>7J=I N CO I D7J=U;RJ N=>Q6J7=++=;RD+ N Q D W;+;Q E=I,C+Q;<Y D++J R7D O W=>>D>=Q CWJ N%A N Q O C7Q CO JVO=VJ O Q EO J+D Q;=>N6;V&c’5.D>),C;O""&&9""’!!\$%9\8\<9\\8$ &"Z’#蒋国翔"沈珍瑶"牛军峰"等5环境中典型人工纳米颗粒物毒性效应&c’5化学进展""&!!""%!]$%!\89<!\]!$&"’’#‘CO O D E*G"LC>L"B D N76+J O^"J QD+5*=++=;RD+N E>Q6J N;N=I >D>=7O E N Q D+ND>R>D>=7O E N Q D+N CVJ O+D Q Q;7J N&c’53G‘c=CO>D+=IM J N J D O76D>R0J P J+=V,J>Q""&&!"Z’!!$%Z\<’8$&"8’#1CO,;c S"S O D Q>E J T_B"LD O D 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《不同营养条件下纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的毒性效应研究》
《不同营养条件下纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的毒性效应研究》一、引言随着纳米技术的快速发展，纳米材料在各个领域的应用日益广泛。
然而，纳米材料的环境安全性问题也逐渐受到人们的关注。
其中，纳米氧化锌（ZnO）和纳米二氧化钛（TiO2）因其广泛的应用领域，如化妆品、食品添加剂及环境治理等，其潜在的生态毒性效应成为了研究的热点。
普通小球藻作为一种常见的淡水微藻，常被用作水生生态系统的模式生物，以研究纳米材料对其的毒性效应。
本研究旨在探讨不同营养条件下，纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的毒性效应。
二、材料与方法1. 材料准备实验所用纳米氧化锌和纳米二氧化钛均购自某知名纳米材料生产商，普通小球藻购自某生物试剂公司。
实验所用营养液为改良的BG-11培养基，分为高营养和低营养两种条件。
2. 实验方法将纳米氧化锌和纳米二氧化钛分别添加到高营养和低营养的BG-11培养基中，制备成不同浓度的纳米材料溶液。
然后，将普通小球藻接种到这些溶液中，进行为期7天的培养实验。
每天观察并记录小球藻的生长情况、形态变化等指标。
3. 数据分析实验数据采用SPSS软件进行统计分析，利用单因素方差分析（ANOVA）比较不同处理组间的差异，P<0.05认为差异有统计学意义。
三、结果与讨论1. 生长情况在高营养条件下，纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的生长均表现出一定的抑制作用，且随着浓度的增加，抑制作用逐渐增强。
在低营养条件下，这种抑制作用更为明显。
然而，当浓度达到一定值时，高浓度的纳米材料反而可能对小球藻产生一定的刺激作用，导致其生长在一定程度上得到恢复。
这可能与纳米材料的表面效应、小尺寸效应等特性有关。
2. 形态变化在高营养条件下，普通小球藻的形态较为规整，细胞结构清晰可见。
随着纳米材料浓度的增加，细胞形态逐渐发生变化，出现萎缩、变形等现象。
在低营养条件下，这种形态变化更为明显。
这表明纳米氧化锌和纳米二氧化钛可能对普通小球藻的细胞结构造成一定的损伤。
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８期朱小山等：三种金属氧化物纳米颗粒的水生态毒性３５１３图３暴鳕了：不同纳米材料水悬浮液中４８ｈ后死亡的大型蚤（２×１０倍）Ｆｉｇ．３Ｔｈｅ（１ｅａｔｌｌＤａｐｈｎｉａｍａｇｎａａｆｔｅｒ４８ｈｅｘｐｏｓｕｒｅｏｆｎＴｉ０２，ｎＺｎＯａｎｄｎＡｌ２０３ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ（２×１０）ｍｇ·Ｌ。
（表５）。
分析结果表明：如果仅仅采用单一的物种进行毒性试验，其试验结果将不能真实反映纳米材料进入水环境后的生态毒性效应，以其结果为基础对纳米材料进行毒性分级或风险分析将是不准确的、片面的。
因此，应该建立包括初级生产者、初级消费者以及更高层次消费者在内的，在食物链层次上的综合水生生态毒性试验，其结果才能有助于更加全面系统地了解纳米材料泄漏进入水环境后的生态后果”，２１｜。
总体而言，无论对大型蚤还是对斜生栅藻，ｎＺｎＯ的毒性均较其他纳米材料大，而ｎＡｌ：Ｏ，则最小。
以ＥＣ如值为指标，基本上纳米材料对大型蚤的毒性要大于对斜生栅藻的毒性（表５），其原因可能与生物自身的生理构造和功能相关。
斜生栅藻属于植物，而大型蚤属于动物，两者在生物组织的构造、功能等生理生化方面均存在较大差异。
２．４不同纳米材料的水生生态安全初步评价目前，还无法确定纳米材料在实际水环境中的含量。
但是最近的研究表明，ｎＺｎＯ和ｎＴｉＯ：较易在水中分散ⅢＪ，经较长时间搅拌后能形成稳定的悬浮液。
这些发现表明纳米材料在天然水环境中的分散极有可能达到一个令人意想不到的程度，并能产生相应的水生生态影响。
本文的结果证明，上述几种纳米材料进入水环境中后，确实能对水生生物产生危害（表５）。
因此，有必要深入调查研究人工纳米材料的污染途径和污染对象，确定不同纳米材料对污染对象的污染程度，然后根据不同的污染程度对其进行毒性分级，从而为人工纳米材料的科学、有效和无害化管理提供科学依据。
尽管本实验的数据不够全面，但是作为探索性的工作，对人工纳米材料的生态安全评价进行初步的探讨，其结果将有助于未来全面、系统的评价研究。
因此，根据ＯＥＣＤ化学物质和混合物的人体健康和环境危险综合协调分类系统ｍ１以及欧盟指令‘ｔｓ］６７／５４８／ＥＥｃ一“危险物质的分类与包装”中的分类指标心２｜，结合本实验的毒性数据，并考虑到纳米材料的难溶性和潜在的生物积累可能，三种金属氧化物纳米颗粒的水生态毒性作者：朱小山， 朱琳， 田胜艳， 郎宇鹏， 李燕， ZHU Xiao-Shan， ZHU Lin， TIAN Sheng-Yan， LANG Yu-Peng， LI Yan作者单位：朱小山,朱琳,郎宇鹏,李燕,ZHU Xiao-Shan,ZHU Lin,LANG Yu-Peng,LI Yan(南开大学环境科学与工程学院,环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津,300071)， 田胜艳,TIANSheng-Yan(天津科技大学海岸带地质环境与生态学研究室,天津,300222)刊名：生态学报英文刊名：ACTA ECOLOGICA SINICA年，卷(期)：2008，28(8)被引用次数：0次1.Colvin V L The potential environmental impact of engineered nanomaterials 2003(10) Environmental Protection Agency,National Center for Environmental Research,Science to Achieve Results (STAR) Program.National Science Foundation,National Institute for Occupational Safety and Health Nanotechnology research grants investigating environmental and human health effects of manufactured nanomaterials:a joint research solicitation-EPA,NSF,NIOSH 20053.Zhu X S.Zhu L Review on Biological Effects of Manufactured Nanomaterials[期刊论文]-Journal of Safety and Environment 2005(04)4.The Health and Consumer Protection Directorate General of the European Commission Nanotechnologies:A Preliminary Risk Analysis 20055.EPA 100/B-07/001.U.S.Environmental Protection Agency Final Nanotechnology White Paper 20076.Oberdorster E Manufactured nanomaterials (fullerenes,C60) induce oxidative stress in the brain of juvenile largemouth bass 2004(10)7.Adams L K.Lyon D Y.McIntosh A Comparative Eco-Toxicity of Nanoscale TiO2,SiO2 and ZnO Water Suspensions 2006(19)8.OECD 201 (1984):OECD Guideline for the Testing of Chemicals 19849.OECD 202 (2004):OECD Guideline for the Testing of Chemicals 200410.OECD 2000:Draft Guidance Document on Aquatic Toxicity Testing of Difficult Substances and mixtures 200011.Mayer P.Frickmann J.Christensen E R Influence of growth conditions on the results obtained in algal toxicity tests 1998(06)12.EPA Probit Analysis Program Used for Calculating LC/EC Values.Version 1.5 200513.Hund-Rinke K.Simon M Ecotoxic Effect of Photocatalytic Active Nanoparticles (TiO2) on Algae and Daphnids 2006(04)14.Qu M L.Jiang W C Investigation of the antibacterial mechanism of nanometer zinc oxide[期刊论文]-Textile Auxiliaries 2004(06)15.Zhu X.Zhu L.Duan Z Comparative toxicity of several metal oxide nano-particle aqueous suspensions to zebrafish (Danio rerio) early developmental stage 2008(03)16.Yamamoto A.Honma R.Sumita M Cytotixicity evaluation of ceramic particles of different sizes and shapes 200317.OECD 2001.Harmonised Integrated Classification System for Human Health and Environmental Hazards of Chemical Substances and Mixtures 200118.COUNCIL DIRECTIVE 67/548/EEC:COUNCIL DIRECTIVE 67/548/EEC of 27 June 1967 on the approximation of laws,regulations and administrative provisions relating to the classification,packaging and labeling of dangerous substances19.Stebbling A R D Homesis the stimulation of growth by low levels of inhibitors 198220.Lovern S B.Klaper R Daphnia magna mortality when exposed to titanium dioxide and fullerene (C60) nanoparticles 200621.Jiang M.Li Y.Gu G Study on toxicity of nitrogenous heterocyclic compounds to aquatic organisms[期刊论文]-Acta Scientiae Circumatantiae 2005(09)22.Duan H.Huang Q.Wang Q Eco-toxicity Identification Standard of Hazardous Waste[期刊论文]-The Administration and Technique of Environmental Monitoring 2006(06)23.Baun A.Justesen K B.Nyholm N Algal tests with soil suspensions and elutriates:A comparative evaluation for PAH-contaminated soils 200224.朱小山.朱琳人工纳米材料生物效应研究进展[期刊论文]-安全与环境学报 2005(04)25.曲敏丽.姜万超纳米氧化锌抗菌机理探讨[期刊论文]-印染助剂 2004(06)26.江敏.李咏梅.顾国维含氮杂环化合物对水生生物的毒性作用研究[期刊论文]-环境科学学报 2005(09)27.段华波.黄启飞.王琪危险废物生态毒性鉴别指标研究[期刊论文]-环境监测管理与技术 2006(06)28.Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR)The appropriateness of existing methodologies to assess the potential risks associated with engineered and adventitious products of nanotechnologies 200529.朱小山几种人工纳米材料的生态毒理学研究 2007本文链接：/Periodical_stxb200808003.aspx授权使用：华中师范大学(hzsfdx)，授权号：a14220e8-183f-4f69-ac2b-9db2012ddb33下载时间：2010年7月13日。