纳米氧化铝致斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生态毒性效应的研究

摘要

近年来，纳米技术的快速发展给全世界带来了重大影响。纳米科技已成为当今世界高新技术的基础和前沿领域之一。纳米颗粒(NPs)由于具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等不同于传统材料的优良性质，在人类生活的各个方面应用广泛。其中纳米Al2O3是一种很有前途的新型材料，与人类生活有着很密切的联系，例如用作工程材料、光学材料、化学材料、生物材料、耐热材料、磁材料、核材料等，应用价值很高。但是近年来随着纳米科技的产业化和NPs大量进入环境中，生态系统的平衡和稳定被打破，尤其是水环境遭到严重的污染和破坏。目前已有一些学者研究了NPs的毒理学效应，但研究大多集中在C60、SWCNT、MWCNT和其它纳米金属氧化物(例如纳米ZnO、TiO2、SiO2)上，关于纳米Al2O3的环境毒理学效应的研究还很少，尤其是纳米Al2O3的水生毒理效应的研究数据几乎没有。因此为了研究纳米Al2O3对环境的致毒效应，本实验选取了斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为受试生物，分别从纳米Al2O3对斜生栅藻的生长抑制效应、光合毒性效应和氧化损伤效应三个方面来探讨纳米Al2O3的毒性与暴露浓度、暴露时间等的关系，为纳米Al2O3的生物安全评价积累一些数据。
　　 通过预试验的摸索，纳米Al2O3的染毒终浓度设置为0，12.5，25，50，100 mg/L。研究结果如下：
　　 1.生长抑制实验结果表明，随着纳米Al2O3浓度升高，斜生栅藻细胞数目下降，生长相对抑制率增加，EC50值随纳米Al2O3暴露时间的延长而逐渐降低，说明纳米Al2O3对斜生栅藻的生长产生了抑制效应。
　　 2.光合毒性实验结果表明，高浓度(≥50 mg/L)的纳米Al2O3可引起斜生栅藻光合色素含量下降，吸收光谱在可见光区没有吸收峰，CO2吸收量减少，净光合速率下降，说明当纳米Al2O3达到一定浓度时(≥50 mg/L)，对斜生栅藻产生了光合毒性效应。
　　 3.氧化损伤实验结果表明，高浓度(≥150 mg/L)的纳米Al2O3可引起斜生栅藻细胞内·O2-和H2O2含量升高，SOD、CAT和POD活性降低，MDA含量升高，说明当纳米Al2O3达到一定浓度时(≥50 mg/L)，对斜生栅藻产生了氧化损伤效应。
　　 所有实验结果表明，当纳米Al2O3达到一定浓度时(≥50 mg/L)，能够对斜生栅藻产生生态毒性效应。