碳納米管毒性脅迫對銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)生長及生理特性影響研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，大量學(xué)者在諸如《自然》《科學(xué)》等全球頂級期刊上發(fā)文，呼吁在開發(fā)利用納米技術(shù)的同時，要重視對納米材料顆粒環(huán)境毒性的探索，要加強(qiáng)對納米顆粒環(huán)境歸趨和生態(tài)風(fēng)險的研究。當(dāng)納米材料暴露于環(huán)境中，必定會對周圍生物甚至生態(tài)系統(tǒng)帶來難以估計的影響。與此同時，在社會發(fā)展和人類活動的影響下，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，“水華”和“赤潮”的爆發(fā)也日趨頻繁，由此而引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題已引起各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　本研究以藍(lán)藻水華爆發(fā)的特征

2、藻種銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)為受試材料，研究和評價了單壁碳納米管(SWCNTs)和多壁碳納米管(MWCNTs)單獨及聯(lián)合作用條件下對銅綠微囊藻的生物毒性和致毒機(jī)理，旨在為評價納米材料對水生環(huán)境中藻類的安全性和評估其對生物體的毒理學(xué)效應(yīng)提供更加科學(xué)全面的數(shù)據(jù)支持，為全面地反映真實水環(huán)境中多種納米材料共存的生態(tài)暴露風(fēng)險提供參考依據(jù)，為指導(dǎo)今后采用碳納米材料控制藍(lán)藻水華奠定科學(xué)的理論基礎(chǔ)。
　　本研究的

3、主要成果有:
　　1.低濃度（0.10mg/L和0.50mg/L）的SWCNTS和MWCNTs對銅綠微囊藻的生長具有一定的刺激作用。高濃度（50mg/L和100mg/L）時，CNTs對藍(lán)藻生長產(chǎn)生抑制，且抑制率超過90％。SWCNTs、MWCNTs以及聯(lián)合作用條件下，ECs0值分別為28.367mg/L，68.664mg/L和12.011mg/L。聯(lián)合毒性高于單一毒性。SWCNTs毒性高于MWCNTs。聯(lián)合毒性效應(yīng)為協(xié)同作用。

4、r>　　2.中低濃度(0.10mg/L-10.00mg/L)范圍內(nèi)，CNTs促使光合色素合成增強(qiáng)，促進(jìn)藻細(xì)胞增殖。類胡羅卜素的含量隨CNTs濃度的升高逐漸下降。高濃度時CNTs會嚴(yán)重抑制葉綠素a、類胡羅卜素和藻藍(lán)蛋白3種光合色素的合成，藻細(xì)胞生命活力下降。總體而言，MWCNTs處理組的光合色素含量普遍高于SWCNTs處理組，單一毒性實驗組的光合色素含量高于聯(lián)合毒性試驗。
　　3.單一毒性試驗中，SOD和POD的酶活隨CNTs濃度的

5、升高均呈現(xiàn)先升高后下降的影響變化趨勢;聯(lián)合毒性試驗則表現(xiàn)為先下降后平穩(wěn)的趨勢。各試驗組的CAT活性隨CNTs濃度的升高而降低，丙二醛MDA的含量則逐步上升。其中，MWCNTs變化速率最為緩慢。當(dāng)濃度高于10.00mg/L時，抗氧化酶活受到顯著抑制，MDA含量積累嚴(yán)重。
　　4.可溶性蛋白含量隨CNTs濃度變化，呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，與藻藍(lán)蛋白含量的變化趨勢具有相關(guān)性，而可溶性糖含量的變化與之相反。中低濃度的CNTs會刺激蛋白