人工纳米颗粒与持久性有毒物质复合污染沉积物的生态毒理学研究

人工纳米颗粒(ENPs)的吸附能力强，在水环境中，ENPs能够吸附与之共存的持久性有毒污染物(PTS)，从而可能改变PTS的生物有效性和生态毒性。沉积物是水体污染物的贮藏库，ENPs和PTS复合污染沉积物的潜在生态毒性风险是一个新的水生态毒理学问题。本申请项目选择典型ENPs和PTS，以底栖动物铜锈环棱螺为测试生物，通过暴露实验、生物测试和理化学分析，系统研究亚致死水平的ENPs和PTS复合污染沉积物对实验动物的生物有效性、不同生命组织层次的生物标志物响应、组织病理学变化，以及在低水平ENPs和PTS复合污染沉积物慢性暴露下实验动物繁殖力的变化。试图阐明ENPs和PTS复合污染沉积物的生态毒理学效应和潜在机理及其与沉积物理化因子之间的关系。本项目的研究对于正确认识ENPs的水生态毒性和合理地评价其对水生态系统的潜在生态风险具有重要的科学价值，并可为ENPs的风险管理提供科学依据和决策参考。

选择高毒性的CuO-NPs、低毒性的Al2O3-NPs和TiO2-NPs以及多壁碳纳米管（MWCNTs）作为研究对象，以Cd和BDE-47为模型毒物，以铜锈环棱螺为测试生物，通过慢性沉积物生物测试，以生物积累、分子生物标志物、生长发育和组织病理学作为毒性测试终点，研究了ENPs与毒物复合污染的生态毒性，并注重环境因子的影响，主要研究结果如下：.（1）铜锈环棱螺对CuSO4的生物积累显著高于CuO-MPs和CuO-NPs。肝胰脏和性腺是CuO-NPs积累的主要靶组织。三种形态铜的毒性大小顺序基本是CuSO4 > CuO-NPs > CuO-MPs。CuO-NPs的毒性归因于CuO-NPs的颗粒效应。.（2）CuO-NPs对Pb的毒性具有明显的拮抗作用，CuO-NPs对BDE-47的毒性影响较小。.（3）腐殖酸通过增加CuO-NPs的生物积累而增强对其毒性。.（4）无毒性浓度的Al2O3-NPs和TiO2-NPs均显著增强Cd和BDE-47的毒性，并且TiO2-NPs的影响大于Al2O3-NPs。.（5）Cd的生态毒性随TiO2-NPs浓度的增加而增加。.（6）较高浓度的TiO2-NPs显著增强了BDE-47的毒性。.（7）不同管径大小的MWCNTs均能促进Cd的生物积累，小管径MWCNTs对Cd生物积累的促进作用显著高于大管径MWCNTs，且随MWCNTs浓度的增加而增强。.（8）MWCNTs的存在显著降低BDE-47的毒性，小管径MWCNTs比大管径MWCNTs对BDE-47的毒性具有更强的抑制作用，且随MWCNTs浓度的增加而增强。.（9）TiO2-NPs与有机质或pH的相互作用对Cd的生物积累和毒性具有支配作用；较高的有机质和pH水平通过增强Cd在TiO2-NPs上的生物积累来增强Cd的生物积累和毒性。.（10）表面活性剂SDS显著增强TiO2-NPs与Cd复合污染的毒性，而且随SDS浓度的升高而增加。.（11）电解质显著降低TiO2-NPs与Cd的复合毒性，且Na2SO4的影响高于Ca(NO3)2。.（12）在高有机质水平下，TiO2-NPs与不同浓度Cd联合暴露均抑制幼螺的生长发育，TiO2-NPs与高浓度Cd联合暴露则增强肝胰脏细胞的增生。.研究结果对评价ENPs的潜在生态风险具有重要的科学价值，并可为ENPs环境基准的建立提供参考。. .