纳米CuO对小球藻的毒性效应研究

摘要

随着纳米技术的飞速发展，纳米材料得到大量生产与广泛使用，并可能通过大气、水、土壤进入环境，给环境及人体健康带来威胁。藻作为生态系统的初级生产者，是生物富集的起点。纳米材料对藻的毒性效应对于研究纳米材料的安全性及维护生态系统平衡具有重要的实际意义。随着纳米材料的使用，纳米CuO已成为一种用途很广泛的纳米材料，小球藻是地球上出现较早的藻，具有较强的抵抗力，是有毒有害物质评价的常用藻类。本文旨在研究纳米CuO对小球藻的毒性效应及其致毒机制，为纳米CuO的安全使用和规范提供理论依据。
　　本文首先试验了纳米CuO、微米CuO和Cu2+对小球藻的96h急性毒性效应，试验结果表明毒性大小依次为Cu2+＞纳米CuO＞微米CuO。Cu2+对小球藻96h EC50为1.06mg/L，纳米CuO对小球藻96h EC50为74.61mg/L，而160mg/L微米CuO对小球藻几乎没有毒性效应，说明纳米CuO对小球藻有一定的毒性效应，能够抑制小球藻的生长。试验测得小球藻细胞内蛋白质含量随纳米CuO浓度升高而下降，对照组藻细胞蛋白质含量为7.23mg/109个，160mg/L纳米CuO作用下藻细胞蛋白质含量为4.07mg/109个，表明纳米CuO抑制藻细胞内蛋白质的合成，影响藻的生长。此外，纳米CuO对小球藻细胞培养液pH、电导率值和NO3-产生影响。160mg/L纳米CuO作用下，小球藻细胞培养液与空白组相比pH、电导率下降。通过对不同浓度纳米CuO作用下小球藻细胞培养液进行紫外分光光度扫描发现，在220nm处吸收峰有明显变化，而NO3-在220nm有吸收峰，且吸收峰随纳米CuO浓度升高而升高，说明高浓度纳米CuO作用下小球藻对NO3-的利用率下降，从侧面反映了纳米CuO抑制小球藻的生长。
　　Cu2+释放试验结果显示，纳米CuO在水溶液中释放Cu2+小于0.2mg/L，不能解释纳米CuO对小球藻的毒性，因此纳米CuO对小球藻的毒性不是由释放的Cu2+引起。纳米CuO能够与小球藻发生凝聚而沉降，抑制小球藻的生长。纳米CuO对小球藻抗氧化酶SOD、POD、CAT活性产生影响，对照组细胞膜脂质过氧化物MDA含量为1.21μmol/1011个，160mg/L纳米CuO作用96h下MDA含量上升到3.10μmol/1011个，表明纳米CuO对小球藻细胞造成氧化胁迫。此外，试验发现纳米CuO能够抑制藻细胞叶绿素a的生成，空白组小球藻细胞叶绿素a含量为4.75mg/108个藻细胞，160mg/L纳米CuO作用96h后为2.89mg/108个藻细胞，表明纳米CuO影响光合作用的进行。这些是其致毒机理。

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0前言

1绪论

1.1纳米材料概述

1.3研究目的与内容

2试验材料及方法

2.1纳米CuO对小球藻的毒性效应试验

2.2纳米CuO对小球藻的致毒机制试验

2.3小球藻细胞浓度与吸光度值的线性关系

2.4小结

3纳米CuO对小球藻的毒性效应

3.1纳米CuO、微米CuO、Cu2+对小球藻生长的影响

3.2纳米CuO对小球藻内蛋白质含量的影响

3.3纳米CuO对小球藻培养液理化性质的影响

3.4小球藻细胞浓度与吸光度值的线性关系

3.5小结

4纳米CuO对小球藻的致毒机制

4.1释放Cu2+的影响

4.2凝聚效应

4.3氧化胁迫

4.4抑制光合作用

4.5小结

5结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

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发表的学术论文与研究成果