纳米二氧化钛与重金属对水生生物毒性的研究现状.pdf

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1、2017拒№2纳米二氧化钛与重金属对水生生物毒性的研究现状杨丽娜，郜中胜(中国海洋大学环境科学与工程学院，海洋生态与环境教育部重点实验室，山东青岛266100)摘要：随着纳米二氧化钛(nano—TiOz)的广泛使用，对水环境的不良影响也越来越突出。由于nano—Tio：的强吸附性，其与水环境中重金属的联合毒性已引起国内外研究者广泛重视。研究发现过量的重金属对水生生物产生不良影响，多个重金属之间的相互作用在不同条件下表现出不同的相互作用；过量的二氧化钛会对生物产生毒性效应；重金属与二氧化钛之间的相互作用要根据实际的情况来具体判断其是叠加、协同还是拮抗

2、作用。本文对纳米二氧化钛与重金属对水生生物的单一与联合毒性方面进行了综述，期望能为了解重金属和纳米材料的生物有效性和毒性效应提供依据。关键词：纳米二氧化钛；重金属；联合毒性；吸附中图分类号：X171．5文献标志码：A文章编号：1003—6482(2017)02—066—06引言纳米材料的特殊理化性质使其具有较强吸附能力，易吸附水体中的其他污染物，形成复合污染体系，并改变自身的生物效应。而海洋生态环境是人类赖以生存和发展的基础，随着海洋资源开发利用，海洋污染程度逐渐加剧，在诸多污染因素中，重金属对海洋环境的影响尤为显著[1。2]。目前关于纳米材料与重

3、金属之间的联合毒性研究尚处于初级阶段，其毒性机制需要我们深入研究。本文简单的回顾了纳米二氧化钛与重金属对水生生物的单一与联合作用，为更好的评价纳米材料与重金属的生物环境安全性提供基础资料。1重金属对水生生物毒性研究1．1重金属的研究现状随着近些年来工农业和城镇化的发展，含重金属产品的使用、含重金属工业(电镀、制革、染料和防腐等)废水的排放、电子垃圾在回收过程中的不规范导致残余物流放到环境中等，使水体各相中的重金属含量急剧升高[3]；陈祖军等[4]人研究发现，由于工业三废的排放及酸雨的影响，进入江河等的污染物最终汇人海洋，造成海水中重金属负荷加重。据

4、监测，大连湾底泥中污染物几乎全部超标。渤海锦州湾底泥中重金属Zn、Pb、Cd和Hg等超标达150倍以上，致使底栖生物体内有毒重金属大大超过国家食品卫生标准[5]。重金属是引起水体污染的一类重要的不能降解并且可以在海洋生物体内或其某一组织中积累的有毒物质，微量的重金属即可对水生生物产生毒性效应，通过食物链的生物富集和放大作用，直接或间接威胁人类的健康口]。主要表现在影响胎儿正常发育、造成生殖障碍、降低人体素质等口]，另外过量的重金属会引起头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症等疾病，对消化系统和泌尿系统的细胞、脏器、皮肤、骨骼、神经的

5、破坏尤为严重。1．2重金属对藻类的毒性重金属主要是通过破坏叶绿素的合成、产生氧自由基或ROS活性物质等来抑制藻细胞的生长。研第一作者简介：扬丽娜(1991一)，女，硕士研究生，主要从事海洋生态毒理学研究，E—mail：yanglinaouc@163．COrn收稿日期：2016-01—19y曙OH报扎黾缸、玉yg沼咖湖嘞O洋d海．g吐蛆眦2期纳米二氧化钛与重金属对水生生物毒性的研究现状67究表明，随着Hg浓度的增加，暴露在重金属下的绿色巴夫藻、轮藻等的生长抑制作用也不断增加[8]，重金属对浮游硅藻的不良影响与其他藻类的影响相似。林碧琴等p3研究表明，

6、随着Cd浓度的增加，羊角月芽藻、纤维藻、斜生栅藻以及小球藻的生长被抑制甚至会被杀死，而金属Ni可通过与细胞内蛋白质、氨基酸、DNA和RNA的结合来破坏遗传物质的完整性，进而出现藻类细胞的生长被抑制现象。董庆霖等[10]研究表明Pb在低浓度时对羊角月芽藻的生长有促进作用，但高浓度的Pb会抑制其生长。有研究发现，低浓度Cu对藻类有促进作用[1“。1．3重金属对水生动物的毒性贝类常作为海洋生态系统中一种重要的荇染物监测生物，涉及到的贝类有彩虹明樱蛤(Moerellairi—descens)、海湾扇贝(Argopectenirradians)、栉孔扇贝(C

7、hlamysFnr，．Pri)、蛤蜊、厚壳贻贝等。研究发现，生物体暴露在金属下，可导致氧自由基或ROS产物的增加进而引起抗氧化酶活力或非酶类抗氧化剂含量的变化，因此可根据酶的活性的改变间接反映重金属对生物体影响的大小[12

8、。例如deAlmeida等[13]人研究表明，褐赔贝暴露于多种重金属时，会改变其体内SOD、CAT等酶的活性。周凯等u43人研究了重金属Zn和Cd对青蛤幼贝的致毒效应结果表明，Zn和Cd对青蛤幼贝的96hLC。。为160mg／L和14mg／L；李玉环等[【朝人研究发现镉对海湾扇贝的96h半致死量为3．45mg／L。重金属对水生鱼

9、类的毒性作用主要表现在对其早期发育、生理生化指标、基因水平等方面的影响。吴鼎勋等[16]研究发现，Hg、Cu、Zn、Cr4