微纳米塑料粒子在淡水环境中的行为与毒性
发布时间：2021-06-07 22:13
塑料污染问题已引起科学界和公众的普遍关注。研究微纳米塑料粒子在水环境的行为与毒理效应,对其生态风险评估具有重要意义。本文研究了不同水溶液条件（p H、溶解性有机碳、二价阳离子）对不同表面官能化纳米塑料粒子（NPs）的团聚性、稳定性及毒性的影响;研究了不同表面官能化有/无金属氧化物掺杂微米塑料粒子（MPs）在水中的行为及毒性。主要研究结果如下:（1）二价阳离子(Ca2+和Mg2+)与溶解性有机碳共存增加了NPs在水中的团聚程度,这主要归因于二价阳离子与溶解性有机碳发生了吸附架桥作用。研究发现,表面改性和p H是影响NPs在水中长期稳定性的主要因素。毒性测试结果表明,NPs对大型溞具有急性毒性和物理损伤作用。此外,水溶液条件越复杂,氨基化和羧基化NPs的毒性就越大。NPs在大型溞肠道内诱导累积活性氧的生成而触发氧化损伤效应是主要的毒性作用机制。（2）铁氧化物掺杂氨基化MPs在水中的稳定性高于铁氧化物掺杂羧基化MPs,且铁氧化物掺杂氨基化MPs对蛋白核小球藻和大型溞的急性毒性强于铁氧化物掺杂羧基化MPs和非掺杂MPs。研究发现,铁氧化物掺杂MPs可...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
初级微纳米塑料粒子的主要人为来源
南京信息工程大学硕士学位论文22现有的风险评估程序旨在提供从污染物释放到对生物或人类产生负面影响的概率的评估信息。遵循vanLeeuwen和Vermeire概述[18]的框架，我们进一步提出以MNPs为代表的塑料污染物的生态风险评估程序，包括8个主要程序(图1-2)：生态危害识别、暴露评估、物理化学性质表征、效应评估、风险表征、风险效益分析、风险削减以及监测和审查。在各个评估过程中，MNPs的环境毒理和生态毒理学数据可作为其环境风险评估的依据。近年来，国际上发表了大量的有关MNPs毒性研究的论文，其中考察MNPs对海洋环境物种的毒理效应研究居多，而考察MNPs对淡水生态系统中生物毒性的研究仍有限。此外，MNPs可通过多种途径进入到淡水环境中[19–22]，使得从微生物(如细菌和藻类)到更复杂的生物体(如水生脊椎动物)将有机会暴露于MNPs。因此，建立完善的MNPs生态风险评估程序对解决塑料污染问题具有十分重要的意义。图1-2微纳米塑料粒子的生态风险评估程序
南京信息工程大学硕士学位论文24图1-3微纳米塑料粒子对藻类的毒理学研究进展(来源于ISIWebofScience的记录2011年至2019年)表1-1微纳米塑料粒子对微藻的毒理效应研究进展塑料类型(原始尺度)在水中的物理化学性质测试藻种反应剂量毒理学终点毒理效应参考文献聚苯乙烯(0.1,1.0μm)-Chlorellapyrenoidosa10,50,100mg/L30天生长抑制实验粒子以剂量依赖的方式对微藻的生长和光合成活性产生影响；物理损伤和氧化应激为毒性作用机理Maoetal.[32]聚苯乙烯(51nm)Zeta(ζ)-电势：-14.1mV；平均粒径：57.29nm(培养基)Chlamydomonasreinhardtii20,40,60,80,100mg/L72小时生长抑制实验粒子可依附于藻细胞表面；在细胞分裂过程中，粒子可渗出到细胞外层并可依附于孢子表面；粒子对微藻毒性较低Chaeetal.[34]聚氯乙烯(1μm)-Skeletonemacostatum1,5,10,50mg/L96小时生长抑制实验粒子在浓度较高时(50mg/L)对微藻的光合成有影响Zhangetal.[35]
【参考文献】：
期刊论文
[1]The adsorption behavior of metals in aqueous solution by microplastics effected by UV radiation[J]. Qiongjie Wang,Yong Zhang,Xiaoxue Wangjin,Yulai Wang,Guanhua Meng,Yihua Chen. Journal of Environmental Sciences. 2020(01)
[2]水环境中的微塑料及其生态效应[J]. 陈彪,汪羚,李达,胡小丽,薛春叶,高坤,邓祥元. 生态毒理学报. 2019(01)
[3]淡水环境中微塑料的赋存、来源和生态毒理效应研究进展[J]. 丁剑楠,张闪闪,邹华,张云,朱荣. 生态环境学报. 2017(09)
[4]海岸环境中微塑料污染及其生态效应研究进展[J]. 周倩,章海波,李远,骆永明. 科学通报. 2015(33)
本文编号：3217408
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
初级微纳米塑料粒子的主要人为来源
南京信息工程大学硕士学位论文22现有的风险评估程序旨在提供从污染物释放到对生物或人类产生负面影响的概率的评估信息。遵循vanLeeuwen和Vermeire概述[18]的框架，我们进一步提出以MNPs为代表的塑料污染物的生态风险评估程序，包括8个主要程序(图1-2)：生态危害识别、暴露评估、物理化学性质表征、效应评估、风险表征、风险效益分析、风险削减以及监测和审查。在各个评估过程中，MNPs的环境毒理和生态毒理学数据可作为其环境风险评估的依据。近年来，国际上发表了大量的有关MNPs毒性研究的论文，其中考察MNPs对海洋环境物种的毒理效应研究居多，而考察MNPs对淡水生态系统中生物毒性的研究仍有限。此外，MNPs可通过多种途径进入到淡水环境中[19–22]，使得从微生物(如细菌和藻类)到更复杂的生物体(如水生脊椎动物)将有机会暴露于MNPs。因此，建立完善的MNPs生态风险评估程序对解决塑料污染问题具有十分重要的意义。图1-2微纳米塑料粒子的生态风险评估程序
南京信息工程大学硕士学位论文24图1-3微纳米塑料粒子对藻类的毒理学研究进展(来源于ISIWebofScience的记录2011年至2019年)表1-1微纳米塑料粒子对微藻的毒理效应研究进展塑料类型(原始尺度)在水中的物理化学性质测试藻种反应剂量毒理学终点毒理效应参考文献聚苯乙烯(0.1,1.0μm)-Chlorellapyrenoidosa10,50,100mg/L30天生长抑制实验粒子以剂量依赖的方式对微藻的生长和光合成活性产生影响；物理损伤和氧化应激为毒性作用机理Maoetal.[32]聚苯乙烯(51nm)Zeta(ζ)-电势：-14.1mV；平均粒径：57.29nm(培养基)Chlamydomonasreinhardtii20,40,60,80,100mg/L72小时生长抑制实验粒子可依附于藻细胞表面；在细胞分裂过程中，粒子可渗出到细胞外层并可依附于孢子表面；粒子对微藻毒性较低Chaeetal.[34]聚氯乙烯(1μm)-Skeletonemacostatum1,5,10,50mg/L96小时生长抑制实验粒子在浓度较高时(50mg/L)对微藻的光合成有影响Zhangetal.[35]
【参考文献】：
期刊论文
[1]The adsorption behavior of metals in aqueous solution by microplastics effected by UV radiation[J]. Qiongjie Wang,Yong Zhang,Xiaoxue Wangjin,Yulai Wang,Guanhua Meng,Yihua Chen. Journal of Environmental Sciences. 2020(01)
[2]水环境中的微塑料及其生态效应[J]. 陈彪,汪羚,李达,胡小丽,薛春叶,高坤,邓祥元. 生态毒理学报. 2019(01)
[3]淡水环境中微塑料的赋存、来源和生态毒理效应研究进展[J]. 丁剑楠,张闪闪,邹华,张云,朱荣. 生态环境学报. 2017(09)
[4]海岸环境中微塑料污染及其生态效应研究进展[J]. 周倩,章海波,李远,骆永明. 科学通报. 2015(33)
本文编号：3217408
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