【摘要】：隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展和城市化水平的不斷提高,來(lái)自工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活的各類(lèi)污染物會(huì)不可避免地匯入海洋,導(dǎo)致海洋成為幾乎所有污染物的終極“匯”集地。納米二氧化鈦是應(yīng)用廣泛且毒性較低的納米材料之一,它極易在水環(huán)境中凝聚并沉積到泥沙表面。因此與其他生物相比,生活在潮間帶的濾食性貝類(lèi)暴露在納米粒子中的風(fēng)險(xiǎn)更高。除此之外,全球氣候變化導(dǎo)致海洋生態(tài)系統(tǒng)正面臨著多重環(huán)境脅迫,海洋酸化是其中之一。鑒于pH值是影響納米顆粒分散和聚集行為的關(guān)鍵因素之一,且海水酸化與納米二氧化鈦污染同時(shí)存在于自然界中,因此闡明納米顆粒在海水酸化條件下對(duì)海洋生物的復(fù)合生態(tài)毒性效應(yīng)刻不容緩。本研究以典型沿海經(jīng)濟(jì)貝類(lèi)——厚殼貽貝Mytilus coruscus為研究對(duì)象,基于生態(tài)毒理學(xué)方法,首次系統(tǒng)地揭示了厚殼貽貝在海水酸化條件下應(yīng)對(duì)納米二氧化鈦污染的生理適應(yīng)機(jī)制,為科學(xué)評(píng)估納米顆粒的海洋環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供了理論依據(jù)。厚殼貽貝于不同粒徑(25 nm和100 nm)和濃度(0.1,1和10 mg L~(-1))納米二氧化鈦溶液中連續(xù)暴露21天后,采用流式細(xì)胞儀(Flow Cytometry)檢測(cè)厚殼貽貝血淋巴細(xì)胞免疫參數(shù)的變化。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中,隨著納米二氧化鈦粒徑的減小和濃度的增加,貽貝總細(xì)胞數(shù)目、吞噬活性、非特異性酯酶活性、溶酶體含量、線(xiàn)粒體含量和線(xiàn)粒體膜電位大體呈現(xiàn)降低趨勢(shì),而細(xì)胞死亡率和活性氧產(chǎn)量則受到明顯誘導(dǎo)。進(jìn)一步的分析結(jié)果表明,小粒徑(25 nm)納米顆粒在高濃度(10 mg L~(-1))暴露條件下對(duì)大多數(shù)血細(xì)胞參數(shù)均具有明顯的協(xié)同作用。通過(guò)加富CO_2的方式模擬并分析了在未來(lái)海洋酸化(pH 7.3)情況下,不同濃度納米二氧化鈦(25 nm,2.5和10 mg L~(-1))的14天連續(xù)室內(nèi)養(yǎng)殖對(duì)厚殼貽貝個(gè)體能量代謝的影響。研究發(fā)現(xiàn),納米二氧化鈦對(duì)機(jī)體清除率、吸收率、耗氧率和氧氮比的抑制效應(yīng)要顯著高于酸化(pH 7.3),而排氨率和糞便有機(jī)物比例的變化趨勢(shì)則剛好相反。在暴露后期,酸化(pH 7.3)會(huì)加劇納米顆粒對(duì)厚殼貽貝能量收支的負(fù)面影響,嚴(yán)重時(shí)個(gè)體呈負(fù)生長(zhǎng)。為了探明納米二氧化鈦和海洋酸化導(dǎo)致厚殼貽貝生長(zhǎng)與代謝變慢的影響機(jī)制,本研究評(píng)估了貽貝鰓/消化腺抗氧化能力和血細(xì)胞免疫防御在未來(lái)海洋酸化(pH 7.3)情況下對(duì)不同濃度納米二氧化鈦(25 nm,2.5和10 mg L~(-1))暴露條件的響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)持續(xù)21天,包括前14天的酸化和納米顆粒暴露期和后7天的正常養(yǎng)殖環(huán)境恢復(fù)期。納米二氧化鈦和海水酸化(pH 7.3)的脅迫環(huán)境明顯激活了厚殼貽貝鰓和消化腺組織中過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和谷胱甘肽-硫-轉(zhuǎn)移酶的活性,但隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng),超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),表明機(jī)體應(yīng)對(duì)壓力的調(diào)節(jié)能力有限。丙二醛含量在整個(gè)暴露期間逐漸上升說(shuō)明厚殼貽貝的抗氧化系統(tǒng)遭到了破壞,且酸化(pH 7.3)會(huì)加重機(jī)體在納米顆粒暴露環(huán)境下的脂質(zhì)過(guò)氧化損傷程度�？偟脕�(lái)說(shuō),鰓組織的氧化應(yīng)激反應(yīng)比消化腺組織更為敏感。在實(shí)驗(yàn)的恢復(fù)期,厚殼貽貝對(duì)大部分生理指標(biāo)無(wú)法恢復(fù)到對(duì)照組水平,說(shuō)明機(jī)體受到的負(fù)面影響在短時(shí)間內(nèi)不可逆。納米二氧化鈦和海水酸化(pH 7.3)的脅迫環(huán)境明顯導(dǎo)致了血細(xì)胞吞噬活性、非特異性酯酶活性和溶酶體含量的降低,而細(xì)胞死亡率和活性氧產(chǎn)量的變化趨勢(shì)則剛好相反,以上擾動(dòng)在一定程度上直接導(dǎo)致了血細(xì)胞總數(shù)目的減少,意味著厚殼貽貝的免疫防御功能會(huì)被顯著削弱,不太可能對(duì)應(yīng)激源作出有效的免疫應(yīng)答。高濃度納米二氧化鈦(25 nm,10 mg L~(-1))對(duì)血細(xì)胞免疫功能的抑制效應(yīng)比低pH(7.3)更顯著,但二者的顯著交互作用僅存在于暴露實(shí)驗(yàn)后期(第7和14天)。在實(shí)驗(yàn)的恢復(fù)期,血細(xì)胞總數(shù)、細(xì)胞死亡率、吞噬活性和溶酶體含量均被觀(guān)察到輕微的恢復(fù)現(xiàn)象。綜上所述,納米二氧化鈦暴露會(huì)抑制厚殼貽貝的個(gè)體能量代謝,破壞鰓和消化腺組織的抗氧化系統(tǒng),削弱血細(xì)胞免疫防御能力;且高濃度的小粒徑納米二氧化鈦(25 nm,10 mg L~(-1))和海水酸化(pH 7.3)對(duì)厚殼貽貝相關(guān)生理生化指標(biāo)具有顯著交互作用和短期遺留效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X171.5
【圖文】：

如圖 3-1C 所示，納米二氧化鈦的主要晶相為銳鈦礦（70%）和金紅石（30%），與產(chǎn)品信息一致。通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）確定了納米二氧化鈦形狀為典型不規(guī)則球體（圖3-1A&B）�；� TEM 圖像的顆粒尺寸直方圖顯示了相對(duì)不均勻的顆粒組合物，其中大部分顆粒的粒徑為20-30nm（圖3-1D）。

32-2 不同濃度納米二氧化鈦（0, 2.5 和 10 mg L-1）和不同海水 pH（7.3 和 8.1）條件厚殼貽貝個(gè)體清除率（CR,A）、吸收率（AE, B）和糞便有機(jī)物比例（E, C）的影-2. Clearance rate (CR,A),Absorption efficiency (AE, B) and Faecal organic weight ra. coruscus exposed to six combinations of nano-TiO2(0, 2.5 and 10 mg L-1) and pH (7.38.1) for 14 days.氧率（RR）、排氨率（ER）和氧氮比貽貝的耗氧率（RR）、排氨率（ER）和氧氮比均受到納米二氧化鈦和海響，且在實(shí)驗(yàn)期間觀(guān)察到二者對(duì) RR（第 1 和 3 天），ER（第 7 天）和3, 7 和 14 天）的顯著交互作用（表 3-3，圖 3-3 A，B & C，P < 0.05）。下， ER 均隨著納米顆粒濃度的增加而顯著升高；但由低 pH 引起的 ER

-3 不同濃度納米二氧化鈦（0, 2.5 和 10 mg L-1）和不同海水 pH（7.3 和 8.1）露 14 天對(duì)厚殼貽貝耗氧率（RR, A）、排氨率（ER, B）和氧氮比（C）的影響。-3. Respiration rate (RR, A), ammonia excretion rate (ER, B) and O:N ratio (C) of Mto six combinations of nano-TiO2(0, 2.5 and 10 mg L-1) and pH (7.3 and 8.1) for 14

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本文編號(hào)：2781953