纳米二氧化钛与环境污染物对斜生栅藻联合毒性效应研究

发布时间：2020-11-01 05:41

　　 为深入探讨纳米二氧化钛(nTiO_2)与环境中现有有机污染物双酚A(BPA)和重金属镉(Cd)对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的联合毒性效应,进行了以下研究:1)考察nTiO_2进入S.obliquus培养基后,其理化性质的变化规律;2)考察nTiO_2,BPA与Cd单独存在时各自的毒性效应;3)分别考察nTiO_2与BPA、nTiO_2与Cd共存时对S.obliquus的联合毒性效应,并评价其联合毒性作用模式;4)以nTiO_2与Cd共存时对S.obliquus的联合毒性效应为例,尝试解释其联合毒性效应作用机理。研究结果显示:1)nTiO_2在S.obliquus培养液中发生团聚,形成团聚体。团聚体的平均粒径约为3~5μm;结构松散,外表不规则,边缘依然存在纳米尺度结构;Zeta电位为-19.6mV~-23.6 mV,团聚体在334 nm波长处有最大吸收峰。2)nTiO_2、BPA与Cd对S.obliquus生长的72 h EC50分别为28.7 mg·L-1,1.81mg·L-1与0.011 mg·L-1。3)nTiO_2与BPA共存时,在不同毒性比(4:1,3:1,2:1,1:1,1:2和1:3)下,其联合毒性作用的72 h EC50值(以BPA计)分别为2.198,1.58,1.153,0.428,0.306和0.189 mg·L-1,以nTiO_2计,其72 h EC50值分别为8.71,8.35,9.14,6.79,9.70和8.99 mg·L-1。两者的联合毒性作用由拮抗作用(毒性比为4:1)转变为相加作用(毒性比为3:1),继而转变为协同作用(毒性比为2:1,1:1,1:2及1:3)。nTiO_2与Cd共存时,在不同毒性比(4:1,3:1,2:1,1:1,1:2,1:3和1:4)下,其联合毒性作用的72 h EC50值(以Cd计)分别为0.021,0.016,0.017,0.019,0.0048,0.0013和0.00069mg·L-1,以nTiO_2计,其72 h EC50值分别为13.698,13.915,22.177,49.573,25.047,10.175和7.201 mg·L-1。两者的联合毒性作用由拮抗作用(毒性比为4:1,3:1,2:1及1:1)转变为相加作用(毒性比为1:2),继而转变为协同作用(毒性比为1:3及1:4)。4)nTiO_2对Cd的吸附符合Freundlich吸附等温线模型,随着nTiO_2含量的增高,溶液中自由Cd离子的含量逐渐降低;nTiO_2含量较低时,仅有少量nTiO_2聚集在S.obliquus藻细胞两端,无Ti与Cd元素进入到藻细胞内,而当nTiO_2含量相对较高时,它能团聚在藻细胞的周围,破坏细胞膜结构,并发现有Ti与Cd进入到细胞内。藻细胞对Cd的累积量呈现下述关系:1:4仅Cd1:11:4。
【学位单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：X171.5
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 人工纳米材料（Manufactured Nanomaterials，MNMs）及其环境问题
    1.2 MNMs与环境污染物的联合毒性研究进展
        1.2.1 MNMs的生态毒性
        1.2.2 MNMs与现存污染物的联合毒性作用
        1.2.3 存在的问题
    1.3 本论文的选题依据、研究目的、主要内容及意义
        1.3.1 选题依据
        1.3.2 研究目的、内容及意义
        1.3.3 创新点
2在斜生栅藻（S.obliquus）培养液中的理化性质'>第2章 典型MNMs—nTiO₂在斜生栅藻（S.obliquus）培养液中的理化性质
    2.1 前言
    2.2 实验材料
        2.2.1 实验药品与试剂
        2.2.2 实验仪器与设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 S.obliquus培养液的配制
2储备液的制备'>        2.3.2 nTiO₂储备液的制备
2平均水力直径测定'>        2.3.3 nTiO₂平均水力直径测定
        2.3.4 透射电镜（Transmission Electron Microscope，TEM）检测
        2.3.5 Zeta电位测定
        2.3.6 紫外—可见分光光度测定
    2.4 结果与分析
2于S.obliquus培养液中的团聚形态及粒径测定'>        2.4.1 nTiO₂于S.obliquus培养液中的团聚形态及粒径测定
2于S.obliquus培养液中Zeta电位'>        2.4.2 nTiO₂于S.obliquus培养液中Zeta电位
2在S.obliquus培养液中的吸光性能及其动态变化'>        2.4.3 nTiO₂在S.obliquus培养液中的吸光性能及其动态变化
    2.5 小结
2、Cd与BPA对S.obliquus的单独毒性研究'>第3章 nTiO₂、Cd与BPA对S.obliquus的单独毒性研究
    3.1 前言
    3.2 实验材料
        3.2.1 实验药品与试剂
        3.2.2 实验仪器与设备
    3.3 实验方法
        3.3.1 储备液的配制
        3.3.2 受试生物及其培养
2/BPA/Cd对S.bliquus的单独毒性效应'>        3.3.3 nTiO₂/BPA/Cd对S.bliquus的单独毒性效应
        3.3.4 数据分析
    3.4 结果与分析
        3.4.1 S.obliquus的生长曲线
2对S.obliquus的 72 h单独毒性'>        3.4.2 nTiO₂对S.obliquus的 72 h单独毒性
        3.4.3 BPA对S.obliquus的 72 h单独毒性
        3.4.4 Cd对S.obliquus的 72 h单独毒性
    3.5 小结
2与BPA、nTiO₂与Cd对S.bliquus的联合毒性效应研究'>第4章 nTiO₂与BPA、nTiO₂与Cd对S.bliquus的联合毒性效应研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料
        4.2.1 实验药品与试剂
        4.2.2 实验仪器与设备
    4.3 实验方法
        4.3.1 储备液的配制
        4.3.2 受试生物及其培养
2与BPA对S.bliquus的联合毒性效应'>        4.3.3 nTiO₂与BPA对S.bliquus的联合毒性效应
2与Cd对S.bliquus的联合毒性效应'>        4.3.4 nTiO₂与Cd对S.bliquus的联合毒性效应
        4.3.5 三种联合毒性评价方法
        4.3.6 数据分析
    4.4 结果与分析
2与BPA对S.bliquus的联合毒性效应'>        4.4.1 nTiO₂与BPA对S.bliquus的联合毒性效应
2与Cd对S.bliquus的联合毒性效应'>        4.4.2 nTiO₂与Cd对S.bliquus的联合毒性效应
    4.5 小结
2与Cd对S.bliquus的联合毒性作用机理'>第5章 nTiO₂与Cd对S.bliquus的联合毒性作用机理
    5.1 引言
    5.2 实验材料
        5.2.1 实验药品与试剂
        5.2.2 实验仪器与设备
    5.3 实验方法
        5.3.1 储备液的配制
2对Cd的吸附'>        5.3.2 nTiO₂对Cd的吸附
2与S.obliquus相互作用的显微观察与TEM检测'>        5.3.3 不同毒性比下nTiO₂与S.obliquus相互作用的显微观察与TEM检测
        5.3.4 不同毒性比下S.obliquus对Cd的累积效应
    5.4 结果与分析
        5.4.1 三阶段假说
2对Cd的吸附'>        5.4.2 nTiO₂对Cd的吸附
2与S.obliquus相互作用的显微观察与TEM检测'>        5.4.3 不同毒性比下nTiO₂与S.obliquus相互作用的显微观察与TEM检测
        5.4.4 不同毒性比下S.obliquus对Cd的累积
        5.4.5 分阶段讨论
    5.5 小结
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 党亚爱,王国栋,辛宝平,杨敏;几种染料抑制斜生栅藻生长的毒性效应[J];西北植物学报;2003年02期

2 姬乃建,鲍慈光,许良知,彭莉,赵逸云,王若南;重金属及其形态对斜生栅藻生长的影响[J];云南大学学报(自然科学版);2003年S1期

3 葛会林;刘树深;朱祥伟;王丽娟;;微板吸光法测定9种农药对斜生栅藻的抑制毒性[J];生态毒理学报;2008年06期

4 田裴秀子;杨秋瑾;胡芹芹;熊丽;万正祥;刘袁;徐晓宇;;家用洗衣粉中磷对斜生栅藻生长的影响[J];环境污染与防治;2008年03期

5 马剑敏;蔡林林;胡灵卫;靳同霞;李效宇;王键吉;;溴化1-己基-3-甲基咪唑对斜生栅藻谷胱甘肽及其代谢酶的影响[J];水生生物学报;2009年04期

6 袁春营;崔青曼;邵强;;4种杀虫药物对斜生栅藻生长的影响[J];水产科学;2009年09期

7 张海春;李春杰;陈雪初;孔海南;;光照度对水柱中斜生栅藻生长的影响[J];环境科学与技术;2010年04期

8 唐霞;何丽媛;刘曈;杨道明;党志;卢桂宁;;斜生栅藻的无菌化培养及其在原油降解中的应用研究[J];环境工程学报;2010年05期

9 曹维维;王恒;李湘鸣;罗方妮;;汞对斜生栅藻的急性毒性研究[J];上海农业科技;2010年03期

10 王长宾;瞿唯钢;袁善奎;王晓军;姜辉;郝身伟;;10种除草剂对斜生栅藻的生长抑制活性研究[J];农药科学与管理;2010年09期

相关博士学位论文 前4条

1 陈慧;三种典型手性污染物对绿藻和拟南芥的毒性效应研究[D];浙江大学;2013年

2 邓平;三种沉水植物对浮游植物的化感效应研究[D];中国科学院研究生院（水生生物研究所）;2007年

3 郭锁莲;转基因絮凝斜生栅藻的构建和自絮凝斜生栅藻细胞絮凝的研究[D];大连理工大学;2013年

4 许海;河湖水体浮游植物群落生态特征与富营养化控制因子研究[D];南京农业大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 崔桂莲;CO_2浓度升高和温度上升对斜生栅藻诱导型防御的影响[D];南京师范大学;2015年

2 袁璐瑶;全氟辛烷磺酸（PFOS）对斜生栅藻和斑马鱼生理生化指标的影响[D];上海海洋大学;2015年

3 孙青;行业废水及城市污水对斜生栅藻的急性毒性效应研究[D];大连理工大学;2015年

4 章小强;手性1-烷基-3-甲基咪唑酒石酸盐离子液体对斜生栅藻的生态毒性研究[D];浙江工商大学;2015年

5 赵丽红;纳米二氧化钛与环境污染物对斜生栅藻联合毒性效应研究[D];清华大学;2015年

6 刘益浩;斜生栅藻与重金属的相互作用研究[D];河海大学;2007年

7 杨国远;斜生栅藻对重金属铅、铬胁迫的生理生化响应及其解毒效应[D];暨南大学;2014年

8 陈柳芳;三种喹诺酮类抗生素对斜生栅藻的毒性效应[D];东北师范大学;2010年

9 牟凤伟;不同类型的碳纳米管对斜生栅藻的毒性效应研究[D];中南林业科技大学;2013年

10 蔡卫丹;手性除草剂异丙甲草胺对斜生栅藻的毒理机制研究[D];浙江工商大学;2012年

本文编号：2865099