氧化镍纳米颗粒对小球藻的生物学效应及生物修复研究

【摘要】： 纳米材料具有许多特性,且产量日益增加,人们担心纳米材料潜在的对环境和人体健康的有害影响最终是否会超过它带来的效益,因此需要对纳米材料的环境行为、生物效应进行研究和评价,并深入探讨其机理,以便能及早采取措施,使其潜在的对环境和健康的影响最小化。作为获得上述数据的基础研究,本文针对水生环境从以下几个方面进行了探索: (1)本文根据生物毒理学基本理论,将粒径20nm氧化镍纳米颗粒对小球藻的毒性定义为慢性3级/有害,且造成的是可恢复性损伤,低浓度氧化镍对小球藻生长有促进作用。 (2)通过ICP-MS检测,得到了不同时间小球藻对氧化镍纳米颗粒的吸收效率;在发现氧化镍纳米颗粒与小球藻细胞作用后生成毒性更低的零价镍基础上,通过X-光电子能谱仪(XPS)检测分析了不同作用时间的Ni~02p/Ni~(2+)2p比率,分析发现48h前小球藻对氧化镍的修复主要是吸收作用,48h～72h发生的主要是转化作用。小球藻对氧化镍有很好的吸收和转化能力,吸收和转化率可分别达到84.73%和28.57%,但处理后的海水中镍元素含量仍高于中国(GB8978-1996)污水综合排放标准,需做进一步处理才能排放到环境中。小球藻对氧化镍的有效吸收和转化作用揭示了生物修复环境中氧化镍纳米颗粒污染的潜力。 (3)为了进一步探讨小球藻对氧化镍纳米颗粒的生物修复机制,依据毒性实验和吸收转化实验结果,本文对比了72h前后受15mg/L氧化镍处理的小球藻与对照组小球藻蛋白质变化情况,发现了一些可能与转化相关的表达量上调和下调的蛋白质。