水稻幼苗对纳米氧化铜的吸收及根系形态生理特征响应

以纳米氧化铜nano-CuO(10, 100mg/L)为研究对象,以微米氧化铜micron-CuO(10, 100mg/L)及铜离子Cu2+(1.4, 2.3mg/L)为对照,通过水培实验,探讨水稻对nano-CuO的吸收积累及其根系形态和生理特征响应.结果表明,各浓度(10, 100mg/L)nano-CuO处理条件下,水稻根部及地上部铜含量(根351~1444mg/kg dw;地上部9~45mg/kg dw)总体高于micron-CuO处理(根248~817mg/kg dw;地上部1.57~1.60mg/kg dw)及Cu2+处理(根147~220mg/kg dw;地上部14~26mg/kg dw),且在水稻幼苗根及茎透射电镜图片中均观察到nano-CuO的存在,指示水稻可通过纳米颗粒的形式吸收、转运nano-CuO. Nano-CuO在水稻根细胞中主要存在于核内体中,指示内吞作用是其进入根细胞的主要方式. Nano-CuO对水稻幼苗根系有较强的毒性作用,对各根系形态指标的抑制率为28%~74%,其中总根长、根体积和比表面积为最敏感;nano-CuO的吸收累积及纳米效应是其水稻根系毒性的主要原因.低浓度nano-CuO (10mg/L)胁迫时,水稻幼苗根系活力显著提高,总吸收面积和活跃吸收面积无显著差异;高浓度nano-CuO (100mg/L)胁迫时,水稻幼苗根系活力和总吸收面积显著降低.     

蔗糖改性纳米铁原位反应带对硝基苯污染的模拟修复研究

在一维模拟装置中创建改性纳米铁原位反应带,研究反应带对硝基苯污染的修复情况,并通过反应带渗透性变化对其可持续修复能力进行评估.模拟试验结果表明:不同条件下硝基苯的去除率为45%~80%;反应带渗透性变化过程按时间分为3个阶段,分别是0~10d的快速下降期、10~30d的缓慢下降期和30~60d的稳定期,平均下降了53.2%,堵塞现象未发生,反应带可持续修复能力较好.较大的介质粒径和浆液浓度使污染物降解效率增加,硝基苯去除率可分别提高23.7%和13.7%;较高的地下水流速和污染物浓度不利于污染物的去除,硝基苯去除率均下降约46.8%.各反应带中实际参与反应的铁与硝基苯的物质的量比值分别为11.2、17.9、12.6、3.3和25.7,改性纳米铁颗粒的实际利用率较低,实际应用中浆液需要过量注入.     

基于减排公平性的污染物总量分配方法研究

传统的层次分析法对污染物现状排放量的考虑不足,导致总量分配方案在减排目标上缺乏足够的公平性和合理性。通过对传统的层次分析法进行修正,将污染物现状排放量的作用整合到各个影响因素当中,使得地区的差异化特点和排污现状能同时得以充分考虑,从而提出了一种基于减排公平性的总量分配方法。修正的层次分析法总量分配模型为未来的总量分配工作提供了实用性较高的技术参考。     

纳米纤维素/石墨烯复合气凝胶的制备及其在油水分离中的应用

为制备绿色环保的新型石墨烯基吸油材料,以交联多孔结构的石墨烯气凝胶(GA)为骨架,以纤维素纳米晶(CNC)作为添加剂,在液相自组装工艺基础上通过两步还原法制备出具有疏水特性的多孔纳米纤维素/石墨烯复合气凝胶材料即CNC/GA材料,利用FTIR、XRD、SEM、TEM和接触角测定仪对该材料的化学结构及微观形貌进行了表征,...     

纳米氧化锌对凋落物降解微生物群落结构和代谢功能的影响

随着纳米技术的迅速发展,纳米氧化锌广泛应用于抗菌涂料、电子装置、个人护理品等产品中,其生态毒理机制已成为生态学的研究热点。为了探究水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应及适应机制,本文选用3种不同粒径的纳米氧化锌30 nm、90 nm和200 nm作为影响因子,通过室内模拟钻天杨Populus nigra L.凋落叶降解过程,研究纳米氧化锌的慢性暴露对水生丝状真菌生物量及代谢功能的影响效应,其中包括真菌的生孢率、群落多样性、脱氢酶活性、胞外降解酶活性、体系pH值、凋落叶降解速率以及碳氮含量,结果表明,粒径较小的纳米氧化锌(如30和90 nm)对水生丝状真菌活性及细菌代谢功能的抑制作用更强,且抑制作用达到显著水平所需的时间越短。46 d的慢性暴露显著影响了水生丝状真菌的生孢率与群落组成,其中Alatospora的生孢率与凋落叶降解速率呈显著负相关,表明该菌是纳米氧化锌的敏感菌,而Anguillospora和Flabellospora在纳米氧化锌的介入环境中产出较多的分生孢子,表明其为纳米氧化锌的耐受菌。另外,纳米氧化锌的长期暴露使水生丝状真菌对有机氮的降解功能具有促进作用,而对有机碳的代谢功能没有明显影响。总之,水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应导致了凋落叶降解速率及碳氮分解效率在各处理间呈现显著差异。综上所述,本研究为纳米氧化锌对生态过程的毒理机制提供了必要的理论基础。     

ZnO纳米粒子通过线粒体通路抑制小鼠光感受器细胞Na~+/K~+-ATP酶表达和活性的作用研究

氧化锌(ZnO)纳米粒子已被发现具有生物毒性,氧化应激被认为是最重要的因素之一。前期实验证实,ZnO纳米粒子能显著减少锰超氧化物歧化酶(Mn SOD)蛋白的表达,降低Mn SOD活性。本文通过检测乳酸脱氢酶(LDH)释放、线粒体活性氧(ROS)水平和膜电位(Δφm)、延迟整流钾电流变化和Na~+/K~+-ATP酶的表达及活性等变化,检测ZnO纳米粒子对小鼠光感受器细胞的细胞毒作用。结果表明,ZnO纳米粒子可显著增强小鼠光感受器细胞中LDH的释放、增加线粒体内ROS水平并下调Δφm、阻断延迟整流钾电流,同时降低Na~+/K~+-ATP酶的表达及活性,从而对小鼠视网膜光感受器细胞产生细胞毒作用,提示ZnO纳米粒子可通过线粒体通路引起氧化应激,从而抑制小鼠光感受器细胞Na~+/K~+-ATP酶表达和活性,产生细胞毒性,导致细胞死亡。本文的研究结果有助于理解ZnO纳米粒子引起细胞毒性的作用机理。     

水培实验中不同粒径纳米TiO_2对金鱼藻种子发芽和植株生长和生理的影响

纳米二氧化钛(TiO_2-NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,在城市污水处理厂的出水、污泥以及地表水体中已均有检出,进入到天然湿地和人工湿地中的TiO_2-NPs会在湿地生物、基质、水体之间进行迁移转化和归趋。目前针对TiO_2-NPs对湿地植物金鱼藻的毒性研究很少。本文采用水培实验方法,研究了不同粒径TiO_2对金鱼藻种子发芽和植株生长的影响,解析了TiO_2-NPs对金鱼藻的生态毒理效应。研究结果表明:各粒径TiO_2-NPs对金鱼藻种子的发芽均具有一定的抑制作用,表现为发芽率、发芽幼苗重量、发芽指数、发芽势和活力指数的降低,且粒径越小、浓度越高对金鱼藻种子发芽的抑制作用越强,4 nm、20 nm和50 nm的TiO_2-NPs对金鱼藻种子发芽的半数有效浓度(EC_(50))分别为1 180、1 520和1 810 mg·L~(-1)。TiO_2-NPs对金鱼藻植株的毒害作用表现为叶片失绿发黄、脱落,植株呈萎焉状,并且TiO_2-NPs的粒径越小、浓度越高毒害作用越明显。随TiO_2-NPs浓度升高,处理后金鱼藻叶片的叶绿素含量和植株体内的Mg含量均降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量均升高,而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性则先升高后降低,而且越小粒径的TiO_2-NPs对金鱼藻的处理效果越明显。3种粒径的TiO_2-NPs均能进入金鱼藻体内,粒径越小、浓度越高进入的量越多。综上表明,TiO_2-NPs对金鱼藻种子发芽和植株生长均有一定的抑制作用,且粒径越小、浓度越高抑制作用越强。     

纳米四氧化三铁吸附水中六价铬后的复合物对HEK293细胞的毒性研究

磁性纳米粒子是一种环境友好型吸附剂,广泛应用于废水中重金属的处理。目前,有不少关于纳米粒子毒性的研究,但对处理后的纳米粒子和金属的复合物的毒性却鲜有研究。本文利用纳米四氧化三铁(MNPs)吸附水中的铬离子,以人胚胎肾细胞HEK293为生物模型,通过测定细胞活力、活性氧含量以及细胞摄取量等试验,评估磁性纳米四氧化三铁吸附六价铬后的复合产物对HEK293细胞的毒性。实验结果显示:在本实验浓度和作用时间下,Cr(Ⅵ)离子能够进入细胞,产生氧化应激,并引起细胞毒性;与Cr(Ⅵ)离子相比,磁性纳米四氧化三铁吸附Cr(Ⅵ)后的修复产物MNPs/Cr(Ⅵ)对HEK293细胞无明显毒性效应,MNPs/Cr(Ⅵ)复合物在细胞内的摄取极少,只有极少数颗粒通过内吞的方式进入细胞,且没有进入细胞核内。因此,在本实验的作用浓度和时间下,利用MNPs吸附水环境中Cr(Ⅵ)后的复合物对HEK293细胞没有明显毒性,本研究为深化了解MNPs及其重金属复合物对环境的影响提供了实验依据和参考价值。