纳米Fe 3 O 4 /Cr（Ⅵ）复合物对大肠杆菌及人胚肾细胞的毒性研究
发布时间：2021-03-19 08:42
纳米四氧化三铁（MNPs）作为一种新型吸附材料受到了各国学者的广泛关注,它不仅具备常规纳米材料的比表面积大,反应活性高等优点,同时结合了四氧化三铁的磁性特征,使重金属的回收利用能够得以简单的实现。由于磁性纳米颗粒广泛应用于环境中重金属污染物的治理,因此纳米颗粒在使用过程中的安全性评估不容忽视。近些年有一些关于纳米颗粒的毒性研究,但纳米颗粒与污染物的复合物对生物和环境的毒性研究却不多,特别是,纳米颗粒吸附污染物后改变了纳米颗粒和污染物各自原有的性质,因此,纳米颗粒和污染物的复合物的对人类和生态系统的毒性可能和单独的污染物和纳米颗粒的毒性完全不同,因此,需要对复合物的联合毒性进行评价研究。研究纳米颗粒/污染物复合物的毒性效应,对于评价和预警可能导致的环境风险具有十分重要的意义。基于以上目的和意义,本研究以Cr（Ⅵ）为典型重金属污染物的代表,利用纳米四氧化三铁吸附水中Cr（Ⅵ）,选择大肠杆菌E.coli和人胚肾细胞HEK293两种不同层级的生物作为模型,研究磁性纳米四氧化三铁吸附Cr（Ⅵ）离子后的复合物对两种生物产生的毒性效应。本研究的浓度作用范围如下:MNPs浓度为250 μg/mL,Cr...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?３?Ｆｅ３０４晶体结构图ｔ４５］??Ｆｉｇ?１．３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇４??
１．３．３．１纳米四氧化二铁??纳米四氧化三铁属于反尖晶石结构，其晶体结构包括四面体结构单元和八面体单??元，见图１．３，它同时含有二价铁和三价铁离子，在室温下，磁性纳米粒子通常是超??顺磁性状态，此时其磁化强度在外部磁场下是饱和的，一旦没有这种磁场，它们的净??磁矩会归为零。即当没有外部磁场存在，磁性纳米粒子之间不再有磁作用力，会稳定??分散于体系中，不会发生团聚；一旦外部施加磁场，仍可实现磁性纳米颗粒与体系的??快速分离［４４）（如图１．４）。纳米四氧化三铁颗粒化学性质稳定，颗粒可低至几纳米，??同时具有良好的催化活性和磁响应性，在环境修复领域成为目前应用最广泛的磁性纳??米颗粒。??二??Ｏ?Ｕ?〇??图１．?３?Ｆｅ３０４晶体结构图ｔ４５］??Ｆｉｇ?１．３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇
１．４．１纳米材料暴露的途径??纳米材料在实际应用的过程中，会通过不同的途径进入水体、空气和土壤中，??通过空气携带，雨水冲刷、地表径流，对生态产生影响［７７］，图１．５简要描绘了纳米??材料影响人类的过程和途径［７８］。有研宄表明，纳米颗粒具有一定的生物毒性，在一??定条件下会对生态环境产生影响，相关研究结果表明，进入到环境中的纳米颗粒会??通过各种途径进入微生物和高等生物体内，对其产生毒性风险［￥８（）］。??人类接触纳米材料的主要方式包括呼吸系统、消化系统和皮肤接触等方式［８１１，??暴露的途径不一样，使纳米材料的生物体内的分布情况也不一样，对人类的健康影??响也不尽相同。???相下水?＊?、??图１．５纳米材料影响人类的过程和途径＾??Ｆｉｇｌ?．５?Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ?ａｆｆｅｃｔ?ｈｕｍａｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ?ａｎｄ?ｐａｔｈｗａｙｓ??图中黑圆点代表纳米材料，数字代表其各种过程和途径??１．大气与地表间的交换：２．大气运输：３．?土壤的迁移矿散／渗透：４．?土壤中转化；５．陆生生物吸收富集：６．地下水中??迁移／转化：７．地表径流：８．水体与土壤间交换：９．水中分散与悬浮：１０．水中团聚与沉淀：１１．水体中转化：１２．水生??生物吸收富集：１３．人体暴露??１．４．２纳米材料的典型生物毒性效应??纳米材料的毒性作用较为复杂，它不仅会对单一生物产生毒性效应，也会影响??生物群落的生长、结构和活性
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属纳米材料的生物毒性效应研究进展[J]. 陈安伟,曾光明,陈桂秋,易斌,郭志. 环境化学. 2014(04)
[2]不同纳米材料作用下菲对鲫鱼的毒性效应[J]. 戴朝霞,尹颖,王世和. 环境化学. 2013(07)
[3]硫酸亚铁还原法在突发性铬（Ⅵ）污染应急处理中的应用研究[J]. 韩晓刚,黄廷林,陈秀珍. 工业水处理. 2013(06)
[4]纳米材料对水生生物的生态毒理效应研究进展[J]. 李晶,胡霞林,陈启晴,尹大强. 环境化学. 2011(12)
[5]电感耦合等离子体质谱同时测定沉积物中12种重金属元素[J]. 王庚,彭婧,史红星,李艳丽,龚有国,陈登云,王小如. 环境化学. 2011(11)
[6]纳米材料的环境行为与生物毒性[J]. 林道辉,冀静,田小利,刘妮,杨坤,吴丰昌,王震宇. 科学通报. 2009(23)
博士论文
[1]没食子酸修饰金、银纳米颗粒的细胞毒性研究[D]. 李丹.吉林大学 2015
[2]功能化磁性纳米材料的制备及其对水中污染物的去除[D]. 连丽丽.吉林大学 2014
[3]纳米二氧化硅颗粒致细胞多核作用及其相关机制的研究[D]. 李阳.吉林大学 2013
[4]nano-TiO2与PbAc联合诱导人胚肝细胞氧化应激和凋亡作用研究[D]. 杜海荣.华中科技大学 2010
本文编号：3089308
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?３?Ｆｅ３０４晶体结构图ｔ４５］??Ｆｉｇ?１．３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇４??
１．３．３．１纳米四氧化二铁??纳米四氧化三铁属于反尖晶石结构，其晶体结构包括四面体结构单元和八面体单??元，见图１．３，它同时含有二价铁和三价铁离子，在室温下，磁性纳米粒子通常是超??顺磁性状态，此时其磁化强度在外部磁场下是饱和的，一旦没有这种磁场，它们的净??磁矩会归为零。即当没有外部磁场存在，磁性纳米粒子之间不再有磁作用力，会稳定??分散于体系中，不会发生团聚；一旦外部施加磁场，仍可实现磁性纳米颗粒与体系的??快速分离［４４）（如图１．４）。纳米四氧化三铁颗粒化学性质稳定，颗粒可低至几纳米，??同时具有良好的催化活性和磁响应性，在环境修复领域成为目前应用最广泛的磁性纳??米颗粒。??二??Ｏ?Ｕ?〇??图１．?３?Ｆｅ３０４晶体结构图ｔ４５］??Ｆｉｇ?１．３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇
１．４．１纳米材料暴露的途径??纳米材料在实际应用的过程中，会通过不同的途径进入水体、空气和土壤中，??通过空气携带，雨水冲刷、地表径流，对生态产生影响［７７］，图１．５简要描绘了纳米??材料影响人类的过程和途径［７８］。有研宄表明，纳米颗粒具有一定的生物毒性，在一??定条件下会对生态环境产生影响，相关研究结果表明，进入到环境中的纳米颗粒会??通过各种途径进入微生物和高等生物体内，对其产生毒性风险［￥８（）］。??人类接触纳米材料的主要方式包括呼吸系统、消化系统和皮肤接触等方式［８１１，??暴露的途径不一样，使纳米材料的生物体内的分布情况也不一样，对人类的健康影??响也不尽相同。???相下水?＊?、??图１．５纳米材料影响人类的过程和途径＾??Ｆｉｇｌ?．５?Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ?ａｆｆｅｃｔ?ｈｕｍａｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ?ａｎｄ?ｐａｔｈｗａｙｓ??图中黑圆点代表纳米材料，数字代表其各种过程和途径??１．大气与地表间的交换：２．大气运输：３．?土壤的迁移矿散／渗透：４．?土壤中转化；５．陆生生物吸收富集：６．地下水中??迁移／转化：７．地表径流：８．水体与土壤间交换：９．水中分散与悬浮：１０．水中团聚与沉淀：１１．水体中转化：１２．水生??生物吸收富集：１３．人体暴露??１．４．２纳米材料的典型生物毒性效应??纳米材料的毒性作用较为复杂，它不仅会对单一生物产生毒性效应，也会影响??生物群落的生长、结构和活性
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属纳米材料的生物毒性效应研究进展[J]. 陈安伟,曾光明,陈桂秋,易斌,郭志. 环境化学. 2014(04)
[2]不同纳米材料作用下菲对鲫鱼的毒性效应[J]. 戴朝霞,尹颖,王世和. 环境化学. 2013(07)
[3]硫酸亚铁还原法在突发性铬（Ⅵ）污染应急处理中的应用研究[J]. 韩晓刚,黄廷林,陈秀珍. 工业水处理. 2013(06)
[4]纳米材料对水生生物的生态毒理效应研究进展[J]. 李晶,胡霞林,陈启晴,尹大强. 环境化学. 2011(12)
[5]电感耦合等离子体质谱同时测定沉积物中12种重金属元素[J]. 王庚,彭婧,史红星,李艳丽,龚有国,陈登云,王小如. 环境化学. 2011(11)
[6]纳米材料的环境行为与生物毒性[J]. 林道辉,冀静,田小利,刘妮,杨坤,吴丰昌,王震宇. 科学通报. 2009(23)
博士论文
[1]没食子酸修饰金、银纳米颗粒的细胞毒性研究[D]. 李丹.吉林大学 2015
[2]功能化磁性纳米材料的制备及其对水中污染物的去除[D]. 连丽丽.吉林大学 2014
[3]纳米二氧化硅颗粒致细胞多核作用及其相关机制的研究[D]. 李阳.吉林大学 2013
[4]nano-TiO2与PbAc联合诱导人胚肝细胞氧化应激和凋亡作用研究[D]. 杜海荣.华中科技大学 2010
本文编号：3089308
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