TiO2纳米颗粒在小球藻--大型蚤食物链中的传递与毒性效应

摘要

TiO2纳米颗粒(nTiO2)是目前生产和使用最广泛的一种金属氧化物纳米颗粒，其在生产、使用过程中难免将排入环境，从而可能随食物链迁移，威胁人类健康。nTiO2的粒径和晶型多样，会影响其环境行为及生物生态效应。目前虽然已有学者研究nTiO2在食物链中的传递，但还没有文献报道nTiO2的粒径与晶型对其在藻类-大型蚤食物链传递的影响。本文选取5nm锐钛矿(nTiO2-5A)、10nm锐钛矿(nTiO2-10A)、100nm锐钛矿（nTiO2-100A）、20nm P25（nTiO2-P25，80％锐钛矿和20％金红石）以及25nm金红石(nTiO2-25R)等五种不同粒径和晶型的nTiO2，比较研究它们对小球藻和大型蚤的毒性效应、生物累积效应及食物链传递，得到以下研究结果: (1)nTiO2-5A、nTiO2-10A、nTiO2-100A、nTiO2-P25和nTiO2-25R对小球藻的96h半数抑制浓度(IC50)和大型蚤的48h半数致死浓度(LC50)值分别是10.3、18.9、43.9、33.6、65.4mg/L和10.5、13.2、37.0、28.4、60.7mg/L。毒性效应随nTiO2的粒径或金红石含量的增大而减小。 (2)nTiO2能在大型蚤体内累积，生物富集系数(BCF)为21220L/kg-145350L/kg;nTiO2在小球藻-大型蚤食物链中传递时，存在生物放大现象，生物放大系数(BMF)为5.7-122。BCF和BMF均随nTiO2粒径或金红石含量增大而减小。 (3)初步分析了nTiO2暴露对大型蚤代谢的影响，发现无食物存在下，有6条代谢通路受到显著影响;但小球藻作为食物存在时，有4条代谢通路受到显著影响。说明藻类作为食物存在能一定程度缓解nTiO2对大型蚤代谢水平和代谢通路的影响。

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致谢

摘要

第一章TiO2纳米颗粒的水生生物效应研究进展

1．2 nTiO2的毒性效应及影响因素

1．2．1 nTiO2对淡水水生植物的毒性效应

1．2．2 nTiO2对淡水无脊椎动物的毒性效应

1．2．3 nTiO2对淡水脊椎动物的毒性效应

1．2．4 nTiO2对海洋生物的毒性效应

1．3 nTiO2在水生生物体内的累积

1．4 nTiO2在水生生态系统食物链中的传递

1．5论文选题与研究方案

1．5．1论文选题

1．5．2研究方案

第二章TiO2纳米颗粒在大型蚤中的累积与毒性效应

2．1实验材料与方法

2．1．1大型蚤的培养

2．1．2实验材料

2．1．4 nTiO2对大型蚤的急性毒性实验

2．1．5大型蚤对nTiO2的累积实验

2．1．6大型蚤肠道切片的电镜观察

2．1．7代谢组学实验

2．1．8数据统计与分析

2．2研究结果与讨论

2．2．1 nTiO2的物理化学特征

2．2．2 nTiO2的沉降曲线

2．2．3 nTiO2对大型蚤的毒性效应

2．2．4 nTiO2在大型蚤体内的生物累积

2．2．5大型蚤肠道切片的电镜观察

2．2．6 nTiO2溶液暴露对大型蚤代谢的影响

2．3小结

第三章TiO2纳米颗粒在小球藻-大型蚤食物链中的传递

3．1实验材料及方法

3．1．1小球藻的培养

3．1．2 nTiO2对小球藻的急性毒性实验

3．1．3食物链传递实验

3．1．4代谢组学实验

3．1．5数据统计与分析

3．2研究结果与讨论

3．2．2 nTiO2在小球藻-大型蚤食物链中的传递

3．2．3 nTiO2食物链暴露对大型蚤代谢的影响

3．3小结

第四章研究结论、创新点及展望

4．1研究结论

4．2创新点

4．3展望

参考文献

攻读简历及攻读硕士学位期间的科研成果