纳米氧化物对藻类致毒性研究进展

纳米技术的迅猛发展及纳米氧化物在化学产品、电子工业、结构材料、农业及制药等领域大量生产和广泛应用,人们开始关注纳米氧化物进入环境带来的潜在风险。本文综述了纳米氧化物对藻类毒性试验所取得的研究成果(包括毒性效应、生理毒性、致毒机理等),以及纳米氧化物在水体中与其他物质发生复合后产生的联合毒性,展望了纳米氧化物毒性效应的研究方向。     

纳米二氧化钛胁迫对普生轮藻的毒性效应

纳米材料独特的理化性质使其得到了广泛的应用,但其可能带来的生物安全性问题也引起了广泛关注.实验研究了胁迫浓度梯度为0、0.01、0.10、1.0、10、100mg.L-1的纳米二氧化钛(nTiO2)悬浮液单一处理普生轮藻(CharavulgarisL.)的毒性效应,在胁迫24h、48h、72h、96h后分别测定其叶绿素a含量、脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性.结果表明,随着胁迫浓度的增加和时间的延长,叶绿素a含量、SOD和CAT活性总体呈下降趋势,而MDA含量呈递增趋势,高浓度剂量组与对照组比较差异极显著,酶的活性降幅也较大,说明急性nTiO2暴露对普生轮藻具有毒性作用,且表现出剂量效应.     

纳米二氧化钛对水体微型生物影响研究进展

纳米二氧化钛(nano-TiO2)是最早商业化生产、产量最高、需求最大、应用最广泛的纳米材料之一,其对水生生物与生态系统的影响引起了人们高度重视。水体微型生物往往被作为水生态环境监测与评价的指示生物类群。文章介绍了微型生物群落在水环境监测与评价中的应用、水体纳米二氧化钛污染及其环境行为、纳米二氧化钛对水体微型生物的影响等方面的研究现状,提出了今后纳米二氧化钛对水体微型生物影响研究的建议。     

纳米颗粒对活性污泥系统的毒性效应和机制研究进展

纳米材料(NMs)被广泛运用在生产生活中,其独特的物理化学性质可能给环境带来潜在威胁。NMs在生产和使用过程中会以污水为载体进入市政污水处理设施中。当前纳米颗粒(NPs)毒性研究主要集中在NPs对模式微生物的毒性效应,而对污水生物处理影响和微生物毒性效应的报道较少。文章概括介绍了水环境中NPs的来源、行为,NPs对好氧、厌氧活性污泥系统的毒性效应及其致毒机制;总结了该领域的不足和以后的研究方向,以期为正确评估NPs对水处理的潜在风险和环境影响提供科学依据和支撑。     

纳米TiO2对中肋骨条藻和杜氏盐藻的毒性效应研究

纳米材料的广泛应用增加了其进入海洋环境的风险,目前急需探明纳米材料的毒性效应和致毒机理。本文选用常见的纳米TiO₂ （nano-TiO₂）作为实验材料,通过进行微藻的生长抑制实验,测定微藻叶绿素的含量和脂质过氧化水平,探究了nano-TiO₂对两种海洋微藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和杜氏盐藻（Dunaliella salina）的毒性效应。同时利用扫描电镜观测了微藻对nano-TiO₂的吸附作用,并初步研究了nano-TiO₂的沉降效应。结果表明,nano-TiO₂对海洋微藻S.costatum和D.salina的生长和光合作用均有抑制,且对两种微藻的毒性大小相似;nano-TiO₂会被微藻吸附,对微藻产生氧化损伤,抑制微藻的生长和光合作用,是nano-TiO₂对微藻产生毒性的主要原因;因nano-TiO₂在实验介质中会发生沉降,实际所有实验结果均在低于原设定浓度下获得。     

纳米二氧化钛光催化技术与大气污染治理

简要介绍了纳米二氧化钛（TiO₂）光催化技术的发展历史和反应原理.重点讨论了纳米TiO₂光催化技术在大气污染物催化转化方面的研究进展与前沿问题,分析发现该技术对一些典型大气有机污染物、氮氧化物、硫化物以及二氧化碳等有较高的去除效率（去除率多在80%~99%之间）.总结了纳米TiO₂光催化技术在大气污染治理中的应用状况,结果表明在空气净化、机动车尾气净化、化石燃料脱硫以及温室效应控制等方面已初步进入实用阶段.     

纳米二氧化钛对三价砷在大型蚤体内累积与毒性的影响

nTiO₂（纳米二氧化钛）可作为其吸附污染物的运输载体而影响污染物在生物体内的累积与毒性,为明晰nTiO₂吸附As（Ⅲ）（三价砷）后作为As的运输载体对水生物体内As累积与毒性的影响,以大型蚤（Daphnia magna）为受试生物,通过室内培养试验,研究了不同nTiO₂浓度、As（Ⅲ）不同暴露水平相互作用下蚤体中As与Ti的累积含量、毒性及其潜在作用机制.结果表明,nTiO₂可在30 min内吸附As（Ⅲ）至平衡,其中2、20 mg/L的nTiO₂对75 μg/L As（Ⅲ）的吸附率分别可达31.38%、51.84%,蚤体内As的累积含量分别为对照组的2.9和3.8倍,表明nTiO₂可作为运输载体提高As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积;但不同As暴露水平下蚤体As和Ti含量的相关关系表明,nTiO₂作为载体的运输作用可能会因As暴露水平的增加而减弱.另外,nTiO₂虽然作为运输载体提高了As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积,但并未增加As（Ⅲ）对大型蚤的毒性.添加2、20 mg/L的nTiO₂后,As（Ⅲ）对大型蚤的24 h IC₅₀（半抑制浓度）分别从0.93 mg/L增至2.53和2.97 mg/L,表明nTiO₂降低了As（Ⅲ）对大型蚤的毒性.研究显示,nTiO₂虽增加了As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积,但却降低了As（Ⅲ）对大型蚤的毒性,这有利于对nTiO₂及其复合重金属污染风险的深入认识.      

纳米二氧化钛增强五价砷对丰年虾的慢性毒性作用

为探究长期暴露下人工纳米材料与其他污染物的联合慢性毒性效应,考察了纳米二氧化钛(titanium dioxide nanoparticles,nano-TiO₂)与五价砷〔arsenate,As(Ⅴ)〕单独或联合暴露对丰年虾(Artemia salina)的慢性毒性效应,观察其存活率、体长、肠道形态及超微结构变化,同时测定了丰年虾对As的累积以及As在丰年虾亚细胞组分中的分布情况. 结果表明:①28 d低剂量As(Ⅴ)暴露导致丰年虾存活率降低, 肠道形态及肠道超微结构损伤,且nano-TiO₂与As(Ⅴ)联合暴露组的毒性效应增强. ②与As(Ⅴ)单独暴露组相比,nano-TiO₂存在条件下丰年虾在暴露前期(第7和14天)对As的摄入及排泄均增加;而暴露后期(第21和28天),nano-TiO₂促进丰年虾排泄As的效应减弱,导致联合暴露组中丰年虾体内As的累积显著增加(P < 0.05). ③与As(Ⅴ)单独暴露组相比,联合暴露组中As在生物解毒组分——热稳定蛋白(heat-stable protein,HSP)组分中的占比下降. 在暴露的第14、21和28天时,联合暴露组中As在HSP组分中的占比较As(Ⅴ)单独暴露组分别显著降低了39.83%±9.54%、43.27%±5.29%和50.91%±7.60%(P均小于0.05). 研究显示,nano-TiO₂可能会抑制丰年虾对As的解毒作用,从而导致As毒性上升.      

铁掺杂纳米二氧化钛溶胶的制备及性能研究

文章采用一种简单的方法于低温条件下制备出掺铁纳米TiO2溶胶。通过在可见光条件下对吖啶橙的光催化降解,对掺铁纳米TiO2溶胶和纳米TiO2溶胶的光催化活性进行了研究比较,结果表明掺铁纳米TiO2溶胶的光催化活性较高,铁的掺杂量为1%时光降解效果较好。     

关于我国纳米生物效应与安全性研究的思考

我国纳米生物效应与安全性研究现状 进入21世纪,我国开始高度关注纳米生物效应与安全性的研究。2001年11月,中科院高能物理所完成了“关于纳米尺度物质生物毒性的研究报告”。2005年4月,首批《纳米材料技术标准》正式实施,成为促进纳米技术进一步安全发展的关键。2006年6月22日,中国科学院高能物理所正式建立“纳米生物效应与安全性联合实验室”,开展纳米材料的生物负效应以及纳米生物负效应的反向应用研究,     

典型工程纳米材料对微藻的毒性效应研究进展

近年来,随着纳米技术的快速发展,工程纳米材料由于其良好的物理化学特性而广泛应用于各行各业。然而,在生产、使用和丢弃含有工程纳米材料产品的过程中不可避免地导致纳米材料释放到水环境中。工程纳米材料已在世界多地的水环境中被检测到,给水生态系统和人体健康带来潜在风险。由于水环境的复杂性,工程纳米材料在水体中的环境行为、毒性效应等生态风险还未得到充分的研究。本文以微藻为模型生物,总结了典型工程纳米材料,包括纳米金属、纳米氧化物、碳纳米材料以及量子点的毒性效应。探讨了工程纳米材料在水中的环境行为以及与其它污染物的复合毒性效应,讨论了工程纳米材料自身理化性质和环境因素对其毒性的影响。从生理指标和组学指标出发分析了工程纳米材料对微藻的毒性机制,并展望了工程纳米材料毒性研究的发展方向,以期为工程纳米材料的毒性评价提供一定的理论依据,促进纳米材料的绿色发展。     

纳米TiO2的健康风险与环境毒性研究进展

纳米TiO2因其特殊的理化特性以及低廉生产成本,被广泛地应用于造纸、化妆品、纺织、农业生产和环境保护等行业.随着nTiO2被广泛使用和大量排放,其健康风险和生态毒理效应逐渐引起人们的关注.本论文综述了近些年的研究进展,探讨了nTiO2的健康风险和生态毒理效应,总结了nTiO2的生物毒性机制,呼吁加强相关研究和环境保护,为nTiO2的安全使用做出贡献.     

纳米TiO_2在环境应用方面的研究进展

纳米TiO2具有很强的光催化活性,在环境保护领域有广阔的应用前景。文章综述了纳米TiO2的制备方法和纳米TiO2改性的研究进展以及在环境保护中的应用,并提出今后的研究方向。     

酸改性纳米TiO_2降解模拟污染物的研究

用溶胶-凝胶法制备了酸改性纳米二氧化钛,并用XRD、UV-vis等测定技术对所制得的粉体试样进行了表征,同时以甲基橙为模拟污染物,评价了改性后纳米二氧化钛的光催化性能,发现其光催化活性大大高于未改性二氧化钛粉体。并从酸改性的样品中筛选出了光催化活性最好的粉体,以光催化降解苯酚为模型反应,确立了降解的最优条件。     

纳米TiO_2/Nafion修饰金电极溶出伏安法测量痕量铜

利用纳米二氧化钛(nano-TiO2)的结构特性,采用滴涂法制备了一种nano-TiO2/Nafion修饰金电极,采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铜的检测。详细研究了Cu2+在nano-TiO2/Nafion修饰金电极上的电化学响应行为,并讨论了nano-TiO2/Nafion膜的厚度、溶液pH值、富集电位、富集时间等对Cu2+溶出峰电流的影响。实验结果表明:在pH=2.0硝酸溶液中,-0.5 V恒电位搅拌富集240 s,静置10 s后阳极化扫描,Cu2+在0.25 V左右出现阳极溶出峰。相比于裸金电极,该峰电流大大提高,表明nano-TiO2对Cu2+的溶出具有一定的增敏作用。在最优化实验条件下,10~900 nmol/L范围内,Cu2+的溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系,检出限可达3.2 nmol/L。该修饰电极具有一定的抗干扰能力,将其应用于国标样品和实际自来水样中Cu2+的检测,结果令人满意。     

抚顺市不同行业废水生物毒性监测研究

废水生物毒性监测与评价,能全面地反映废水对水生态的影响状况和程度.本文采用发光菌、蚕豆根尖、鱼类等生物指标,应用生物毒理监测方法,对抚顺市石油、化工、金属、食品及制药等五大类行业废水的毒性进行了监测与评价.结果表明:各行业废水对鱼类的生物毒性依次为制药＞食品＞石油＞化工＞冶金;对发光菌急性毒性依次为制药＞冶金＞食品＞石油＞化工;对蚕豆根尖遗传物质DNA影响程度分别是制药＞食品＞冶金＞化工＞石油.     

nZVI@SiO2-NH2对合成染料脱色效果及其对大肠杆菌生物毒性研究

采用液相还原法并使用氨基修饰的二氧化硅合成包覆型的纳米零价铁(nZVI@SiO_2-NH_2),同时,采用XRD、FT-IR及TEM等多种方法对所制备的材料进行表征.TEM表征结果表明,nZVI@SiO_2-NH_2粒径分布在10～50 nm之间,壳层厚度为15 nm.XRD和FTIR分析表明,复合颗粒具有Fe~0晶型结构的内核,表面SiO_2壳层存在氨基化修饰.使用nZVI@SiO_2-NH_2和nZVI对各类染料进行脱色处理,结果表明,nZVI@SiO_2-NH_2对上述染料的脱色效果都优于nZVI,且nZVI@SiO_2-NH_2具有对染料进行连续脱色的能力.大肠杆菌的存活情况和细胞内酶LDH和SOD的活性变化表明,nZVI@SiO_2-NH_2对生物的毒性更小.     

不同形态镍盐对生物的毒性效应研究

镍通过提取、加工和使用被释放到环境中,当土壤中镍的含量超过一定值时,就会抑制植物的生长。镍通过有机物产生的络合作用可以提高土壤植物修复的能力。土壤中积滞过量的镍不仅会阻碍植物的生长和发育,同时也威胁到土壤无脊椎动物（如蚯蚓、线虫和跳虫等）和微生物的繁衍与增殖。土壤中重金属的不同形态对植物的毒性效应也有所不同,如Ni、Cu、Cd、Zn、Pb等重金属。以往重金属镍土壤污染研究中,人为添加的镍盐各不相同,有的研究使用氯化镍,有的研究使用硫酸镍或硝酸镍等,均假设毒性相当,其实,阴离子不同,镍盐的毒性也会有差异。     

常州市典型工业废水综合急性毒性评估

以不同营养级别的藻(生产者)、溞(消费者)和发光细菌(分解者)为指示生物,在发光细菌急性毒性、大型溞急性毒性和叶绿素荧光急性毒性实验这三者的基础上,采用毒性分级体系(toxicity classification system)对常州市六种典型企业原水和处理出水的综合急性毒性进行了评估及比较。结果表明,六种典型企业原水都具有明显的急性毒性,电镀厂、食品厂和综合污水处理厂的处理出水基本无毒,毒性削减明显,但化工厂、印染厂和电子厂处理出水具有较高的急性毒性,而理化指标监测结果表明这六种处理出水可以直接排放。废水综合急性毒性大小和理化指标结果没有必然联系,应进一步完善理化监测指标,强制性增加生物毒性指标的监测。