纳米TiO_2及ZnO悬浮液中·OH的生成

采用气相色谱法间接测定了光照下纳米及常规TiO2、ZnO悬浮液中.OH的产生情况.结果表明,光照下常规TiO2及ZnO悬浮液中没有检测到.OH,而纳米TiO2及ZnO悬浮液在日光灯及紫外灯照射下的.OH生成量与时间之间具有较好的线性关系,120h内溶液中.OH含量随纳米颗粒浓度(200mg.l-1)的升高而逐渐升高;但当纳米颗粒浓度高于200mg.l-1时,.OH含量不再随纳米颗粒浓度升高而增加.本实验中不同光照条件下纳米颗粒悬浮液中.OH产生速率各不相同,其中普通日光灯照射下.OH产生速率最慢、紫外光(254nm)其次、太阳光最快,而避光条件下没有检测到.OH.同时,.OH的产生与纳米颗粒化学组成十分相关,在日光灯照射下纳米TiO2的.OH产生速率为纳米ZnO的2—4倍(200mg.l-1的纳米TiO2、ZnO在日光灯照射下的.OH生成速率分别为0.0239mmol.l-.1h-1、0.010mmo.ll-1.h-1).由于.OH是活性氧簇(ROS)中毒性最强的自由基之一,所以金属纳米氧化物颗粒在不同条件下产生的ROS应作为纳米材料水生态毒理学研究的主要因素之一.     

金属纳米颗粒的环境行为及其与藻类的相互作用概述

金属纳米颗粒在各领域的应用日益广泛，可通过多种途径进入环境，并在水生生态系统中积累.因此关于其进入水环境后的行为及与水中初级生产者—藻类相互作用的研究至关重要.金属纳米颗粒在水中会发生团聚、沉降、溶解、硫化反应及光化学反应等，这些行为受到自身理化性质(大小、形状、表面电荷、晶体结构、化学组成等)和环境因素(pH、离子强度、阳离子价态等)的影响，进而改变金属纳米颗粒在藻类表面的吸附聚集和可能的吸收累积.金属纳米颗粒还可能影响藻类光合作用、引起氧化应激、甚至造成藻类的凋亡.同时，与金属纳米颗粒共存的其它污染物及天然有机质也可能改变金属纳米颗粒的行为、生物吸附、生物累积和生物效应.相应地，藻类在面对金属纳米颗粒胁迫时也会启动自我防御机制.尽管如此，真实环境中金属纳米颗粒与藻类的相互作用及分子机制仍有待进一步研究.     

Trichoderma sp.WL-Go细胞提取物合成纳米金影响因素及其催化特性

与传统的物理和化学合成方法相比而言,生物法合成纳米金具备环境友好、反应条件温和、低毒等优势,近年来受到了广泛关注.利用真菌Trichoderma sp. WL-Go细胞提取物合成纳米金,探究氯金酸浓度、pH、温度等反应条件对纳米金合成的影响,最后对生物纳米金催化还原4-硝基苯酚的性能进行了考察.结果显示,氯金酸浓度、pH以及反应温度对纳米金的合成具有重要影响,影响主要体现在合成速率以及纳米金稳定性方面.温度的提高可加速纳米金合成,通过TEM分析可知30℃和60℃条件下合成的纳米金平均粒径分别为15.0 nm和15.1 nm,均为球形和伪球形.对4-硝基苯酚的催化还原试验表明,在60℃条件下合成的纳米金催化速率优于30℃条件下合成的纳米金.本研究表明利用菌株Trichoderma sp. WL-Go细胞提取物可以合成尺寸均一且分散性良好的纳米金颗粒,且温度的提高可在加速纳米金合成的同时提升其催化活性,对生物合成纳米金的工业化应用有一定积极意义.(图4表1参23)     

纳米二氧化铈的潜在生态风险及毒性作用机制研究进展

作为重要的纳米稀土化合物,纳米二氧化铈(CeO2 )被广泛应用于工、农、医学等领域,随之而来的是大量的纳米CeO2 在其生产使用和处理处置等过程中被释放进入到环境中,进而导致其生物安全性受到越来越多的关注.本文从纳米CeO2 对细胞、组织器官、植物、水生生物和土壤生物产生的毒性效应入手,系统综述了纳米CeO2 的潜在环境生态风险;进一步从物理损伤和化学抑制2个方面剖析了纳米CeO2 的生物毒性作用机制;最后基于已有的关于纳米CeO2 生态风险的研究中存在的不足对未来发展方向进行了展望.本文旨在为纳米CeO2 的生态安全评价提供理论基础和科学依据.     

纳米金颗粒进入梨形四膜虫体内的方式及其分布

以梨形四膜虫为模式动物,研究水体中的纳米金颗粒进入生物体的方式、分布及其生物学效应.实验中所采用的纳米金颗粒平均粒径为13 nm,分散均匀.透射电镜结果表明,纳米金颗粒可以通过口沟（进食）和细胞膜（内吞）两种方式进入梨形四膜虫体内;纳米金颗粒进入梨形四膜虫体内后,主要分布在食物泡中,另外细胞质和细胞核（大核）中也含有少量的纳米金颗粒.同时,研究表明在实验所用的浓度范围内,纳米金颗粒对梨形四膜虫无明显毒性.     

三种典型纳米颗粒物造成的人体肺细胞氧化应激和炎症效应(Oxidative Stress and Inflammatory Effect on A549 Cell Line Induced by Three Typical Nano-Particles )

采用体外细胞暴露实验研究了人肺腺癌细胞系(A549)单层细胞暴露于50和500μg·mL-1两种浓度纳米氧化钛、纳米氧化硅、碳纳米管和晶体石英砂等四种颗粒物后产生的氧化应激和炎症反应.用细胞活度、细胞内活性氧总量和细胞上清液中白细胞介素8(IL-8)表达量表征暴露效应.研究结果表明,纳米氧化钛、纳米氧化硅和碳纳米管在体外暴露实验过程中均发生不同程度的聚集;细胞暴露48h后,三种纳米颗粒物均使A549细胞活度下降,诱导细胞产生过量活性氧,同时刺激细胞IL-8表达量增高;三种纳米颗粒物中,纳米氧化钛和纳米氧化硅对细胞活度影响较大,碳纳米管诱发的炎症效应较另两种纳米材料强.     

纳米颗粒对淡水藻类生长的影响:毒性机制与复合毒性

近年来,纳米颗粒在生活、工业生产中的应用日益广泛,而这些纳米颗粒的应用引起的一系列环境问题越来越被密切关注.纳米材料在使用过后不可避免地会释放到水环境中,不仅会影响水生生物的生长代谢,也会污染水体,影响水源水质.而藻类作为水生食物链的初级生产者,对于纳米颗粒在水环境中的积累和迁移起着至关重要的作用.本文首先总结了不同种类的纳米颗粒对水环境中不同藻类生长代谢的影响和相关的毒性机制,包括破坏细胞完整性、氧化应激胁迫、破坏光合系统、基因水平异常和有毒物质的释放等.其次,系统总结了纳米颗粒表面特性(如粒径、晶型、表面电荷、亲疏水性、光敏性、表面涂覆、老化和纳米颗粒的均相与非均相等)、水环境影响因素(如自然有机物质、环境胶体、离子强度、pH、硬度、光照和温度等)和藻类胞外聚合物对纳米材料毒性的影响.最后,还综述了水环境中关键污染物和纳米颗粒对藻类的复合毒性.对于纳米颗粒对水环境中藻类生长的毒性作用、影响机制以及复合毒性的系统总结,有利于全面了解纳米颗粒的环境行为和生物毒性.     

纳米铁对沈阳细河水及周边村庄井水中重金属和溴的去除

在实验室条件下合成制得的纳米铁BET比表面积为49.16 m.2g-1,粒径范围为20—40 nm.通过批实验考察了纳米铁对沈阳细河河水和周边地下水中重金属及溴离子的去除效果.结果表明,纳米铁对水中Cr（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和As（Ⅲ）都有很好的去除效果,1.25 g.L-1纳米铁在30 min内,...     

纳米氧化锌的健康危害与生态安全性研究进展(Review of Health Hazards and Ecological Safety of Nano-ZnO)

随着纳米ZnO的大量生产和广泛应用,其将不可避免地进入环境和生命体中,从而对人类健康和生态系统安全性造成危害,因此纳米ZnO的生物安全性和生态毒理学问题已引起了普遍关注.论文系统总结了目前关于纳米ZnO的生物学效应的研究现状,综述了纳米ZnO对生物体、细胞、和生态系统的影响,探讨了纳米ZnO可能产生毒性的作用机制,并分析了目前存在的问题,希望为今后进一步研究纳米ZnO的毒性效应并建立完善的健康与安全评价系统提供参考.     

聚苯乙烯电纺纳米纤维对水中苯系物的吸附性能

采用高效液相色谱法研究了静电纺聚苯乙烯纳米纤维对水中苯系物有机污染物的吸附性能,探究了纳米纤维对苯、对氯苯、硝基苯的吸附容量随浓度和时间的变化规律.通过实验得到静电纺纳米纤维对苯、对氯苯、硝基苯的平衡吸附容量平均值分别为9.82,5.57和4.4mg.g-1,静态吸附4h后基本达到平衡.实验结果表明,静电纺聚苯乙烯纳米纤维能够较好地吸附苯类物质,并能多次重复利用,对水中较低浓度的苯类物质吸附是一种比较合适的吸附材料.     

Applications of nanomaterials in water treatment and environmental remediation

Nanotechnology has revolutionized plethora of scientific and technological fields; environmental safety is no exception. One of the most promising and well- developed environmental applications of nanotechnology has been in water remediation and treatment where different nanomaterials can help purify water through different mechanisms including adsorption of heavy metals and other pollutants, removal and inactivation of patho- gens and transformation of toxic materials into less toxic compounds. For this purpose, nanomaterials have been produced in different shapes, integrated into various composites and functionalized with active components. Nanomaterials have also been incorporated in nanostructured catalytic membranes which can in turn help enhance water treatment. In this article, we have provided a succinct review of the most common and popular nanomaterials （titania, carbon nanotubes （CNTs）, zero-valent iron, dendrimers and silver nanomaterials） which are currently used in environmental remediation and particularly in water purification. The catalytic properties and functionalities of the mentioned materials have also been discussed.     

Nanomaterials for water pollution monitoring and remediation

Water shortage and pollution are serious challenges for many countries. Nanomaterials are promising new tools for water quality management due to unique physicochemical properties, high economic benefit, high removal efficiency and environmental friendliness. Here we describe four types of nanomaterials used for water treatment: nanofiltration membranes, photocatalytic nanomaterials, adsorption nanomaterials and reducing nanomaterials. We discuss their properties, applications and mechanisms for pollutant removal. We also review nanomaterials used for water quality monitoring, notably nanomaterials used for the detection of trace pollutants and pathogens. These nanomaterials include carbon nanotubes, magnetic nanoparticles, noble metal nanomaterials and quantum dots.     

Nanosized magnetite in low cost materials for remediation of water polluted with toxic metals,azo- and antraquinonic dyes

Nanosized magnetite has emerged as an adsorbent of pollutants in water remediation. Nanoadsorbents include magnetic iron oxide and its modifiers/stabilizers, such as carbon, silica, clay, organic moieties (polymers, aminoacids, and fatty acids) and other inorganic oxides. This review is focused on the recent developments on the synthesis and use of magnetic nanoparticles and nanocomposites in the treatment of contaminated water. The emphasis is on the influence of the iron oxide modifiers on some properties of interest such as size, BET area, and magnetization. The characteristics of these nanomaterials are related to their ability to eliminate heavy metal ions and dyes from wastewater. Comparative analysis of the actual literature was performed aiming to present the magnetic material, its preparation methodology and performance in the elimination of the selected pollutants. Vast information has been properly summarized according to the materials, their properties and preferential affinity for selected contaminants. The mechanisms governing nanomaterial’s formation as well as the interactions with heavy metals and dyes have been carefully analyzed and associated to their efficiency.     

Nano-QSAR: 纳米毒理学领域的新方法

随着纳米毒理学实验研究的不断深入,反映纳米材料生物毒性效应的数据也不断丰富,以这些数据为基础建立的定量结构活性关系(QSAR)模型开始发挥其在纳米材料潜在毒性研究和预测方面的作用。纳米材料的QSAR(Nano-QSAR)研究以经典QSAR模型为指导,结合纳米材料特殊的物理化学性质,提供了一种对纳米材料快速筛选和优先测试的新途径。本文就Nano-QSAR的前期研究现状,从纳米材料结构描述符、毒性效应数据和建模方法3个方面分析了模型的构建流程和框架;通过列举部分研究成果和主要的模型指标,初步探讨了建模方法的选择和结构描述符的识别;最后指出目前Nano-QSAR研究面临的挑战和今后努力的方向。     

金属和非金属纳米材料对四膜虫生物毒性研究

纳米材料是"21世纪最有前途的材料",以其优良的性能广泛应用于许多领域,随之以多种形式释放到环境中。目前,关于纳米材料的安全性还没有明确的论断。本文介绍了四膜虫在纳米材料生物效应研究中的优势,重点论述了金属纳米材料、非金属纳米材料对四膜虫的生物效应以及毒性机制的研究状况,并对今后纳米材料生物毒性效应研究提供了建设性的方法及意见。     

碳纳米材料的水环境行为及对水生生物毒理学研究进展

随着纳米科技的迅猛发展,人工碳纳米材料的生产和使用逐年递增,越来越多的碳纳米材料进入水环境中,对水生生物产生毒性效应。本文在介绍了碳纳米球、石墨烯、碳纳米管3种碳纳米材料的基础上,分析了碳纳米材料的水环境行为,重点综述了碳纳米材料对水生生物毒性效应研究现状,以及可能的致毒机制,并指出今后碳纳米材料对水生生物毒理学亟待加强的研究领域。     

An exploratory study of chemical elements in drinking water and non-Hodgkin's lymphoma

Nanomaterials are widely used in the field of engineering and in modern society. Although the unique characteristics of nanoparticles also enable them to provide environmental solutions to reduce the formation and emissions of pollutants, adverse effects on human health may occur from the exposure to nanomaterials during the manufacturing processes and when nanomaterials are released and they contaminate the environment. It is essential to understand the factors affecting the accumulation, aggregation, deposition, translocation, and distribution of nanomaterials (natural or engineered) in the ecosystem. This study presents an extensive review of the environmental effects of nanomaterials, including classification, adverse impacts on human health and the environment, transport pathways, monitoring methods, and the current regulations regarding nanomaterials. The review indicates that the diversity of nanoparticles and their properties make the identification and characterization of nanomaterials a difficult task, and an improvement in sensitivity and selectivity of analytical methods for detecting nanoparticles in the environment is required. Besides, few regulations have been established for the management of nanoparticles released into the environment. In order to expedite the environmental management of nanomaterials, this study proposes a risk assessment framework based on the findings in the review as a practice alternative for the environmental assessment and effective management of nanomaterials. Development of practical innovative risk-based management measures may help us to find answers to the concerns such as safety of engineering and applying nanomaterials and effective control of nanoparticle contamination in the environment.     

纳米材料对藻细胞毒性效应及致毒机理

纳米材料因其独特的性质被广泛应用于生物医疗、光学工程、催化等领域。随着纳米材料的生产量逐年增大,越来越多的纳米粒子被释放到水生生态环境中,其生态毒性效应影响也备受人们的关注。本文根据纳米材料的分类总结了不同种类纳米材料对水生生态系统的初级生产者藻类的毒性效应,归纳了纳米材料影响藻类毒性大小的主要因素,如纳米材料的物理化学性质、水体性质和藻种等,并探讨了纳米材料对藻类的致毒机理,如金属离子溶出、氧化损伤和遮光效应等,最后总结展望了纳米毒理学研究的发展方向,以期为纳米材料对藻类的毒性研究提供一定的理论依据。     

纳米材料的环境和生态毒理学研究进展

随着纳米技术的迅速发展及纳米材料的大量增多,纳米技术的安全性问题正引起世界范围的重点关注.纳米材料可以通过多种途径进入自然环境而产生多种环境行为,可能引起生物体的毒性效应,其生态学影响也不可忽视.目前国际上对纳米材料生态学影响特别是环境行为的研究仍处于起步阶段,有价值的研究结果非常少,仍有众多不确定的生态安全问题有待深入研究.在总结国内外相关研究的基础上,就纳米材料的来源、进入环境的途径、环境行为、生态毒理学研究现状及需要进一步研究的内容进行了简要综述.     

Nanomaterials for agriculture,food and environment: applications,toxicity and regulation

Nanotechnology is expected to have a beneficial influence on agriculture, food and environment, due to the unique properties of nanomaterials. However, little is known about their safety and potential toxicity. Here we review metal nanoparticles, nanometal oxides, carbon nanotubes, liposomes and dendrimers. We present the application of these nanomaterials in agriculture, food and environment for plant protection; disease treatment; packing materials; development of new tastes, textures and sensations; pathogen detection; and delivery systems. We discuss risk assessment of nanomaterials and toxicological impacts of nanomaterials on agriculture, food and environment. We then provide regulatory guidelines for the safer use of nanomaterials.