水環(huán)境中ZnO納米顆粒對(duì)大腸桿菌的毒性及影響因素.pdf

1、人工納米顆粒已廣泛應(yīng)用在工業(yè)和生活各個(gè)領(lǐng)域,它們?cè)谏a(chǎn)、運(yùn)輸、使用及處理過(guò)程中不可避免地進(jìn)入環(huán)境,從而對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定風(fēng)險(xiǎn)。本文研究了水中ZnO、TiO2、Al2O3和SiO2等典型氧化物納米顆粒對(duì)大腸桿菌的毒性效應(yīng),探討了水化學(xué)性質(zhì)、共存納米顆粒和表面活性劑對(duì)ZnO納米顆粒(nano-ZnO)毒性的影響及機(jī)理。論文取得了以下主要結(jié)果:
　　 (1)初步探明了ZnO、TiO2、Al2O3和SiO2納米顆粒對(duì)水中大腸桿菌的毒性效

2、應(yīng)和機(jī)理。超純水中納米顆粒對(duì)大腸桿菌的毒性大小為ZnO＞TiO2(銳鈦礦相)、Al2O3＞SiO2、TiO2(金紅石相)(無(wú)毒性)。Nano-ZnO的毒性主要來(lái)自其釋放的鋅離子;而銳鈦礦相nano-TiO2和nano-Al2O3的毒性主要與顆粒自身和細(xì)菌間的化學(xué)或物理作用有關(guān)。
　　 (2)揭示了水化學(xué)性質(zhì)對(duì)nano-ZnO大腸桿菌毒性的影響及其機(jī)理。不同培養(yǎng)基中nano-ZnO毒性主要取決于游離Zn2+濃度和細(xì)菌對(duì)毒性的抵抗力

3、,培養(yǎng)基成分和溶液滲透壓分別影響游離Zn2+濃度和細(xì)菌的耐毒能力;磷酸根和有機(jī)物可顯著降低游離Zn2+濃度,而等滲(0.85％NaCl、PBS)和富營(yíng)養(yǎng)(MD、LB)條件可增強(qiáng)細(xì)菌耐毒能力,導(dǎo)致不同培養(yǎng)基中nano-ZnO毒性的差異。模擬天然水中nano-ZnO對(duì)大腸桿菌的毒性除由游離Zn2+濃度控制外,還受Ca2+、Mg2+的影響;pH、離子強(qiáng)度、陰離子和天然有機(jī)質(zhì)(如胡敏酸和富里酸)均可影響nano-ZnO的溶解度以及游離Zn2+濃

4、度,而Ca2+、Mg2+可與Zn2+競(jìng)爭(zhēng)細(xì)胞的毒性位點(diǎn),降低游離Zn2+毒性。
　　 (3)闡明了水中共存納米顆粒和表面活性劑對(duì)nano-ZnO大腸桿菌毒性的影響及機(jī)理。未觀察到nano-TiO2或nano-Al2O3對(duì)nano-ZnO毒性的影響。陰離子表面活性劑SDBS不僅可降低水中游離Zn2+濃度,還可降低水中Ca2+和Mg2+濃度,導(dǎo)致不同SDBS濃度時(shí)nano-ZnO毒性的差異。非離子表面活性劑Tween80對(duì)nano-