石墨烯在蚯蚓体内的富集、分布及毒性研究
本文关键词：石墨烯在蚯蚓体内的富集、分布及毒性研究 出处：《南京大学》2015年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：石墨烯作为二十一世纪的新型纳米材料,在结构和性质上都有十分优越的性质。自2004年于实验室被发现后迅速得到了人们的广泛关注。石墨烯在合成方法、性质研究、实际应用等方面都得到了较为全面的研究。不难看出,石墨烯在未来世界中将得到大量的应用,同时也必然会大量进入自然环境,并且对环境中的生物体产生影响。目前关于石墨烯风险评价的研究还处于起步阶段,与之相关的文章寥寥无几。所以,系统研究石墨烯在不同环境介质中的环境行为以及对环境中的生物的作用就显得十分重要。本文选取~(14)C标记的石墨烯作为研究对象,实验中将石墨烯假设为一种污染物。选用霍甫水丝蚓、大型蚤、威廉环腔蚓、赤子爱胜蚓作为受试生物,通过各种生物对石墨烯的富集排泄以及相互间的作用等实验,探究石墨烯在进入环境后,对水生生物以及土壤生物的影响,从而对石墨烯进行初步的风险评价。其中,主要的研究结果如下:(1)本实验采用一种新的方法制备~(14)C标记的石墨烯。该合成方法可以有效的合成~(14)C标记的4层石墨烯,尽管该石墨烯粉末中仍含有少量的O、N和H元素,但由于含量较少(小于5%),因此可认为该石墨烯纯度较高。(2)石墨烯对赤子爱胜蚓和威廉环腔蚓均没有明显的致死性和毒性效应。蚯蚓从土壤中摄取的石墨烯主要分布在肠道内,并最终以蚓粪的形式排出体外。在蚯蚓内脏及其他组织中几乎测不到放射性。蚯蚓对石墨烯的富集量会随着土壤中石墨烯的浓度的增加而有所增加,但增加量明显小于土壤环境中石墨烯的增加量,即蚯蚓对石墨烯的富集量极低。(3)霍甫水丝蚓对石墨烯存在富集现象,并在36 h处富集量达到最大值。其富集量随环境中石墨烯浓度的增加而增加。霍甫水丝蚓在有石墨烯存在的水环境中会分泌出一些蛋白质,而这些蛋白质与石墨烯之间存在着相互作用:蛋白质会附着在石墨烯表面,从而促进石墨烯在水溶液中的分散性;改性后的石墨粒径发生了变化,由原本的400nm左右减小到150nm左右。(4)经过霍甫水丝蚓富集改性后的石墨烯,其在大型蚤中的富集过程将发生改变。石墨烯本身的沉降率也发生了明显的改变。这说明在水丝蚓和大型蚤同时存在的水体中石墨烯的环境归趋,环境行为和生物过程与只有一种生物存在的水体中的生物过程有明显的不同。当水体中水生生物物种复杂时,石墨烯的环境行为和生物过程也会变得复杂。因此,对石墨烯在水体中的风险评价仍是必要的。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171.5
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，本文编号：1354372
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