水環(huán)境中ZnO納米顆粒對大腸桿菌的毒性及影響因素.pdf

1、人工納米顆粒已廣泛應用在工業(yè)和生活各個領域,它們在生產(chǎn)、運輸、使用及處理過程中不可避免地進入環(huán)境,從而對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定風險。本文研究了水中ZnO、TiO2、Al2O3和SiO2等典型氧化物納米顆粒對大腸桿菌的毒性效應,探討了水化學性質、共存納米顆粒和表面活性劑對ZnO納米顆粒(nano-ZnO)毒性的影響及機理。論文取得了以下主要結果:
　　 (1)初步探明了ZnO、TiO2、Al2O3和SiO2納米顆粒對水中大腸桿菌的毒性效

2、應和機理。超純水中納米顆粒對大腸桿菌的毒性大小為ZnO＞TiO2(銳鈦礦相)、Al2O3＞SiO2、TiO2(金紅石相)(無毒性)。Nano-ZnO的毒性主要來自其釋放的鋅離子;而銳鈦礦相nano-TiO2和nano-Al2O3的毒性主要與顆粒自身和細菌間的化學或物理作用有關。
　　 (2)揭示了水化學性質對nano-ZnO大腸桿菌毒性的影響及其機理。不同培養(yǎng)基中nano-ZnO毒性主要取決于游離Zn2+濃度和細菌對毒性的抵抗力

3、,培養(yǎng)基成分和溶液滲透壓分別影響游離Zn2+濃度和細菌的耐毒能力;磷酸根和有機物可顯著降低游離Zn2+濃度,而等滲(0.85％NaCl、PBS)和富營養(yǎng)(MD、LB)條件可增強細菌耐毒能力,導致不同培養(yǎng)基中nano-ZnO毒性的差異。模擬天然水中nano-ZnO對大腸桿菌的毒性除由游離Zn2+濃度控制外,還受Ca2+、Mg2+的影響;pH、離子強度、陰離子和天然有機質(如胡敏酸和富里酸)均可影響nano-ZnO的溶解度以及游離Zn2+濃

4、度,而Ca2+、Mg2+可與Zn2+競爭細胞的毒性位點,降低游離Zn2+毒性。
　　 (3)闡明了水中共存納米顆粒和表面活性劑對nano-ZnO大腸桿菌毒性的影響及機理。未觀察到nano-TiO2或nano-Al2O3對nano-ZnO毒性的影響。陰離子表面活性劑SDBS不僅可降低水中游離Zn2+濃度,還可降低水中Ca2+和Mg2+濃度,導致不同SDBS濃度時nano-ZnO毒性的差異。非離子表面活性劑Tween80對nano-