隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展,納米材料廣泛應(yīng)用于生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,而在生產(chǎn)和使用過程中納米材料不可避免地進(jìn)入到水環(huán)境。開展納米材料在水環(huán)境中的生態(tài)毒性和遷移轉(zhuǎn)化行為的研究不僅可為納米材料的生物地球化學(xué)循環(huán)、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估提供科學(xué)依據(jù),也有利于推動(dòng)納米材料的安全使用和納米科技的發(fā)展。因此,本研究以萊茵衣藻為研究對象,研究了銀納米顆粒(AgNPs,60~120 nm)對萊茵衣藻的毒性效應(yīng)及水環(huán)境理化特性對AgNPs在含藻水環(huán)境中歸趨的影響。本文得到的主要結(jié)論如下:(1)AgNPs對萊茵衣藻生長和光合作用的影響實(shí)驗(yàn)研究表明:隨AgNPs濃度增加,其對萊茵衣藻的抑制效應(yīng)逐漸增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)的光合色素含量逐漸降低,說明AgNPs會(huì)通過抑制萊茵衣藻的光合作用影響其生長繁殖。(2)AgNPs對萊茵衣藻抗氧化酶活性和MDA含量的影響實(shí)驗(yàn)研究表明:隨AgNPs濃度的增加,藻細(xì)胞內(nèi)的SOD活性逐漸上升,POD活性先上升后下降,CAT活性逐漸上升,MDA含量不斷增加,說明AgNPs會(huì)脅迫萊茵衣藻細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致其酶系統(tǒng)受到破壞。(3)AgNPs對萊茵衣藻超微結(jié)構(gòu)的影響實(shí)驗(yàn)研究表明:在AgNPs脅迫下萊茵衣藻細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)遭到破壞,出現(xiàn)細(xì)胞收縮、質(zhì)壁分離、胞內(nèi)物質(zhì)紊亂和細(xì)胞壁裂解等現(xiàn)象,且發(fā)現(xiàn)有銀顆粒進(jìn)入了細(xì)胞內(nèi)部。(4)水環(huán)境理化特性對AgNPs在含藻水環(huán)境中歸趨的影響實(shí)驗(yàn)研究表明:增加水體中的pH、HPO_4~(2-)濃度可抑制AgNPs的溶解,減弱藻細(xì)胞對Ag的胞外吸附和胞內(nèi)吸收作用,降低生物可利用Ag含量,從而降低AgNPs對萊茵衣藻的毒性;增加Ca~(2+)濃度可促進(jìn)AgNPs的溶解,減弱藻細(xì)胞對Ag的胞外吸附和胞內(nèi)吸收作用,降低生物可利用Ag含量,從而降低AgNPs對萊茵衣藻的毒性;增加SRFA濃度可促進(jìn)AgNPs的溶解,增強(qiáng)藻細(xì)胞對Ag的胞外吸附和胞內(nèi)吸收作用,提高生物可利用Ag含量,從而增強(qiáng)AgNPs對萊茵衣藻的毒性。綜上所述,金屬納米顆粒的水生態(tài)毒性不僅受其脅迫濃度的影響,水化學(xué)條件也會(huì)通過影響金屬納米顆粒的溶解特性等歸趨行為,并由此導(dǎo)致其生態(tài)毒性的變化。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X171.5
【部分圖文】：

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文POD、CAT）活性及 MDA 含量的變化，分析 AgNPs 對藻細(xì)胞內(nèi)酶系統(tǒng)的破壞程度。根據(jù)以上幾部分的分析結(jié)果以探究 AgNPs 對萊茵衣藻的毒性效應(yīng)。（2）通過分析不同的水化學(xué)條件（pH、HPO42-、Ca2+和 DOM）對 AgNPs 在含藻水體、水/微藻界面和微藻胞內(nèi)含量的影響，探究水環(huán)境理化特性對 AgNPs 在含藻水環(huán)境中歸趨及 AgNPs 生物毒性的影響。1.6.2 技術(shù)路線本文的技術(shù)路線如圖 2所示。

圖 14 不同處理下藻細(xì)胞的透射電鏡照片。A~C為空白對照；D~F 為 10 mg/L AgNPs處理 96 h 的藻細(xì)胞。CW：細(xì)胞壁，CM：細(xì)胞膜，T：類囊體，N：核區(qū)，Py：蛋白核，C：葉綠體，S：淀粉粒，E：嗜鋨顆粒。 表示AgNPs 穿過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞， 表示 AgNPs 聚集在液泡和細(xì)胞質(zhì)中， 指向被單層膜包裹的顆粒，圓圈表示蛋白核與葉綠體類囊體區(qū)的通道。Fig. 14 Transmission electron micrographs of algae cells in the absence of AgNPs (A~C) and in the presence of 10 mg/Lof AgNPs after 96 h (D~F). CW: Cell wall, CM: Cell membrane, T: Thylakoid, N: Nuclear zone, Py: Pyrenoid, C:Chloroplast, S: Starch grains, E: Eosinophilic granule. indicates that AgNPs enter the cell through the cell wall.indicates AgNPs are concentrated in the vacuole and cytoplasm. points to particles that are surrounded by amonolayer. The circles indicate channels of protein nucleus and chloroplast thylakoid regions.從圖 14 A~C 可以看出，空白組的萊茵衣藻細(xì)胞形狀完整，細(xì)胞膜和細(xì)胞壁緊密連接且分層清晰，細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)完好，葉綠體類囊體片層結(jié)構(gòu)清晰、堆疊整齊連續(xù)。蛋白核明顯，被一層近橢圓形的淀粉鞘所保護(hù)，且可明顯看到蛋白核有幾條與葉綠體類囊體區(qū)的通道。從圖 14D~F可以看出，10mg/LAgNPs 脅迫 96h 的藻細(xì)胞出現(xiàn)了質(zhì)壁分離現(xiàn)象，

抗氧化劑（如谷胱甘肽 GSH 和抗壞血酸 ASA）（Vander e., 2011）。在正常生理?xiàng)l件下，機(jī)體內(nèi)的 ROS 處于一種不斷地產(chǎn)化系統(tǒng)清除的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，其維持在低水平、穩(wěn)定平衡的生理定積極的生理作用，如殺菌、解毒、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因活性裂和細(xì)胞凋亡等（方允中等，2002）。當(dāng) AgNPs 作用于微藻并機(jī)體內(nèi)的 ROS 動(dòng)態(tài)平衡遭到破壞，導(dǎo)致其對細(xì)胞功能產(chǎn)生毒害 和 POD 等抗氧化酶的活性對污染物的脅迫非常敏感，因此可用的氧化應(yīng)激信號（Nel et al., 2006）。SOD-CAT-POD系統(tǒng)在細(xì)胞毒性的第一道防御（方允中等，2002）。如圖 35 所示，SOD 能H2O2能滅活 SOD，而 CAT 和 POD 能催化 H2O2分解為 H2O 和POD免受 O2-·滅活，同時(shí) CAT、POD 保護(hù) SOD 不被 H2O2滅活有協(xié)同、互補(bǔ)、代償、保護(hù)等作用（唐功，2010）。AgNPs
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2850712