关键词： TiO2ENPs   CeO2ENPs   玉米幼苗   生长抑制   吸收转运   根际环境  

摘要： 人工纳米颗粒(Engineered nanoparticles, ENPs)具有独特的物理化学性质,如表面效应，光学性质，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应和催化性能等，被广泛应用于电子，化学品，生物医药，催化和材料科学、环境分析和整治等领域，这些ENPs不可避免地会被释放到环境中，尤其是通过不同途径进入土壤环境中，对土壤中的高等植物造成危害。玉米作为陆地生态系统中的初级生产者和世界范围内最重要的农作物及经济作物，对整个陆地生态系统的稳定性和人类的食品安全有着极为重要的作用。人工合成二氧化钛和二氧化铈纳米材料（TiO2ENPs、CeO2ENPs）已被广泛应用于生活生产的方方面面如化妆品、食品、催化剂、半导体生产等，它们的毒性研究已成为纳米颗粒毒性研究的主要目标之一。本研究采用玉米幼苗（Zea mays L.）作为受试高等植物，系统研究了TiO2ENPs和CeO2ENPs对玉米幼苗生长状况的影响、吸收分布以及它们在玉米幼苗根际环境中的迁移等。主要有以下研究结果： （1）不同老化时间下，TiO2ENPs对玉米幼苗的株高、根部和地上部的干鲜重以及根长和根表面积的影响趋势具有基本一致的规律性。TiO2ENPs的毒性大于大于其微米颗粒（TiO2BPs），且1000mg/kg的TiO2ENPs毒性大于2000mg/kg的TiO2ENPs，相同浓度的TiO2ENPs随着老化时间的延长，会抑制玉米幼苗的生长，老化60d后，抑制作用减弱最后趋于稳定，TiO2ENPs可以使玉米幼苗体内产生H2O2，造成氧化胁迫，抑制其生长。 （2）TiO2ENPs都能够进入玉米幼苗体内并从根部向地上部转移，1000mg/kg的TiO2ENPs在玉米幼苗体内的生物累积系数是：根部为35.4%，地上部位13.6%，TiO2ENPs在玉米幼苗体内的转运系数是0.38。 （3）1000mg/kg的TiO2ENPs在不同的老化时间处理的玉米幼苗的根际土与非根际土中的Ti含量，在0d和120d时是基本相同的，在30d、60d和90d时，根际土中Ti的含量稍高于非根际土，说明玉米的根际环境会影响TiO2ENPs在土壤中的移动性进而影响TiO2ENPs的生物可利用性。 （4）不同老化时间下，CeO2ENPs对玉米幼苗的株高、根部和地上部的干鲜重以及根长和根表面积的影响趋势具有基本一致的规律性。CeO2ENPs的毒性大于其微米颗粒（CeO2BPs），且500mg/kg的CeO2ENPs毒性大于1000mg/kg的CeO2ENPs，相同浓度的CeO2ENPs随着老化时间的延长，也会抑制玉米幼苗的生长，老化60d后抑制效应降低最后趋于稳定，CeO2ENPs也可以使玉米幼苗产生H2O2，造成氧化胁迫来抑制玉米幼苗的生长。 （5）CeO2ENPs也可以进入玉米幼苗体内，并从根部向地上部转移500mg/kg的CeO2ENPs在玉米幼苗体内的生物累积系数是：根部为57.1%，地上部位14.4%，CeO2ENPs在玉米幼苗体内的转运系数是0.24。 （6）500mg/kg的CeO2ENPs在不同的老化时间下处理的玉米幼苗，根际土中Ce的含量在0d和120d时是和非根际土中Ce的含量相同的，在30d、60d和90d时，根际土中Ce的含量稍高于非根际土，玉米的根际环境也会影响CeO2ENPs的生物可利用性。 （7）TiO2ENPs和CeO2ENPs处理的玉米幼苗，其根部的形态结构发生了变化，根冠变长，伸长区细胞变长，通过TEM观察发现， TiO2和CeO2ENPs都可以进入玉米幼苗，并存在于根部细胞的细胞质和细胞核中，存在于叶片细胞的液泡和细胞核中，但还需要进一步通过EDS验证。

关键词： 人工合成氧化铜纳米颗粒   细胞毒性   烟草BY2细胞   氧化胁迫   电子传递链  

摘要： 纳米技术的迅猛发展，促进了纳米产品的生产及应用，不可避免的导致人工合成纳米颗粒（Engineered Nanoparticles，ENPs）进入环境。ENPs能够与环境中的生物发生相互作用，对生态系统及人体健康带来潜在危害。目前已有大量文献报道了ENPs对动物、动物细胞、植物、微生物及藻类的毒性效应，但是对植物致毒机制的研究还很少。植物作为初级生产者，对生态系统的稳定性起着至关重要的作用。本文以植物界的Hela细胞——烟草BY2细胞作为受试细胞，系统研究了CuO ENPs（copper oxide engineered nanoparticles）对烟草BY2细胞的毒性效应，探讨了CuO ENPs对细胞的致毒机制，主要研究结果概括如下： 1. CuO ENPs暴露浓度越高，对烟草BY2细胞的毒性越强，大于4mg·L-1对细胞活性有显著的抑制作用。通过直线内插法计算得出烟草BY2细胞暴露于24h的CuO ENPs半数抑制浓度为12mg·L-1。因此，选择CuO ENPs浓度为12mg·L-1进进一步细胞毒性实验。 2.通过比较暴露在CuO ENPs(12mg·L-1)、CuO BPs(12mg·L-1，<5μm)处理、以及Cu2+(0.8mg·L-1)处理下的细胞活性发现，CuO ENPs对烟草BY2细胞的毒性明显大于大颗粒CuO和Cu2+。造成细胞毒性的主要原因是纳米效应而不是离子释放引起的离子效应。 3.通过添加内吞抑制剂，证实内吞作用是细胞摄取CuO ENPs的重要方式之一。透射电子显微镜（TEM）观察发现CuO ENPs吸附在细胞壁表面，致使附近细胞壁上的纤维层变得疏松、无序，渗透性发生变化，而颗粒腐蚀为3-10nm的CuO（200）颗粒；CuO以小颗粒或者团聚体穿过细胞壁进入细胞一部分转化还原为（110）面的Cu2O，一部分转化为（110）和（-112）面的CuO，进入细胞后主要分布在细胞质、线粒体和液泡中。 4. CuO ENPs能够诱导细胞产生大量ROS，增加H2O2、OH含量，造成氧化胁迫；细胞通过反馈调节，提高CAT、SOD的活性，加强对过量自由基的清除能力，增强了细胞的抗氧化能力。 5. CuO ENPs能引起细胞乳酸脱氢酶渗漏和脂质过氧化，破坏细胞膜稳定性。通过加入线粒体电子传递链抑制剂发现，CuO ENPs阻断了电子从NADH传向泛醌以及从泛醌流向细胞色素c，从而引起电子大量外泄，产生活性氧。

关键词： 人工纳米颗粒物   环境行为   生态毒性   水生生物   溶解性有机质  

摘要： 伴随着各种纳米材料的广泛应用,人工纳米颗粒物(MNPs)将不可避免地释放到环境中,成为潜在的污染物,对生态健康和人体健康产生潜在不利影响。释放到环境中的MNPs可发生多种迁移和转化过程,进而影响其生态毒理学效应。如何评价和预测MNPs的水环境行为(尤其是MNPs与溶解性有机质(DOM)的相互作用及其对MNPs胶体团聚状态的影响)及对水生生物的毒理效应,是纳米生态毒理学研究的前沿领域。本文基于分子模拟方法,研究DOM与富勒烯(C60)的相互作用机制,阐明了DOM对C60在水中溶解与团聚行为的影响机制；通过生物测试,考察了纳米二氧化钛(nTiO2).纳米二氧化铈(nCeO2)以及纳米银(nAg)颗粒物对不同营养级水生生物的毒理效应,并探讨了其毒性作用机制。主要研究内容和研究成果如下： (1)利用分子力学和量子化学计算,模拟了C60与不同来源的DOM模型分子间的相互作用。相互作用能的计算结果表明,DOM模型分子可与C60间形成稳定的复合物。与来源于淡水或褐煤的DOM模型分子相比较,土壤中的DOM模型分子与C60间形成的复合物的稳定性更高。电荷转移分析的结果表明,DOM在C60-DOM的复合物中是电子受体。此外,DOM的存在显著地提高了C60的表观水溶解度(SC60/DOM),且SC60/DOM随C60-DOM复合物的前线分子轨道能级差的增加而降低。 (2)采用荧光探针法研究了nTiO2和nCeO2胶体对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)细胞膜通透性和膜电位的影响。利用DLVO理论对这两种MNPs的胶体稳定性进行了评价。在总势能曲线上nTiO2胶体的势能峰值是nCeO2的4.2倍,表明nTiO2胶体的稳定性高于nCeO2胶体。nTiO2胶体降低了绿藻细胞膜通透性,nCeO2胶体却增加了绿藻细胞膜通透性。这两种MNPs胶体均引起细胞膜电位的升高,且nTiO2胶体诱导细胞膜电位升高程度明显高于nCeO2胶体,表明干扰绿藻细胞膜的正常生理功能是MNPs对绿藻的毒性作用机制之一。与nCeO2胶体相比,具有更高悬浮稳定性的nTiO2胶体表现出更强的绿藻细胞膜毒性效应,说明MNPs的胶体稳定性是决定其毒性差异的重要因素。 (3)考察了nAg胶体对三种不同营养级水生生物的毒理效应,包括羊角月牙藻(Raphidocelis subcapitata)、圆形盘肠溞(Chydorus sphaericus)及斑马鱼(Danio rerio)胚胎。通过反应加和模型定量评价了游离态银离子(Ag+)对nAg胶体的毒性贡献。研究了三种商业nAg颗粒物：无包覆剂(Bare)nAg、聚乙烯吡咯烷酮包覆(PVP)nAg、悬浮剂分散(DIS)nAg。发现这三种nAg胶体对受试生物的毒性(以半数效应浓度为基础)大小顺序均为：DIS-nAg> PVP-nAg> Bare-nAg。DIS-nAg含有最高浓度的游离态Ag+,而Bare-nAg中的游离态Ag+的浓度最低,表明主解释nAg的毒性机制时不能忽略游离态Ag+的作用。此外,游离态Ag+对nAg胶体的Raphidocelis subcapitata毒性贡献最大,而对nAg胶体的Danio rerio毒性贡献最小,说国游离态Ag+对nAg颗粒对不同水生生物的毒性贡献不同,取决于水生生物的营养级水平。 (4)研究了DOM对nAg胶体水生毒性的影响。以一种腐殖酸模型分子(HS)来模拟DOM,考察了HS对PVP包覆的nAg(一次粒径为20nm)对羊角月牙藻、圆形盘肠溞及斑马鱼胚胎的毒性影响。发现随HS浓度的升高,nAg胶体对三种水生生物的毒性降低。随着HS浓度的增加,nAg胶体颗粒物的尺度更小,意味颗粒物的尺度变化不是导致HS存在条件下nAg毒性降低的原因。HS浓度增高时,导致nAg表面电荷更负,说明表面电荷大小也不是导致有HS存在时nAg毒性降低的决定因素；HS浓度较高时,Ag+释放受到了抑制,以nAg胶体中游离态Ag+浓度来表达胶体的毒性反应时,存在明显的浓度-反应关系,说明HS通过抑制Ag+的释放来降低nAg胶体的水生毒性。

关键词： 纳米颗粒   肺表面活性膜   磷脂单分子层   相行为  

摘要： 本文分别以人体肺表面活性物质重要成分1,2-二棕榈酰-3-磷脂酰胆碱（DPPC）两性离子和1,2-二棕榈酰-3-磷脂酰甘油（DPPG）阴离子的单分子层膜构筑肺表面活性膜结构模型，在模拟人体生理环境下分别与平均直径50nm的负电性无表面修饰的Ag颗粒、平均直径50nm的负电性有柠檬酸分子修饰的Ag颗粒及平均直径20nm的负电性无表面修饰的SiO2颗粒相互作用。通过磷脂定量分析法及膜天平实验系统研究了上述纳米颗粒对以纯磷脂构筑的肺表面活性膜结构及功能的影响。 通过检测磷钼酸铵（PMA）与孔雀石绿（MG）在酸性条件下生成的蓝色络合物在610nm处的光吸收，对吸附在纳米颗粒表面的磷脂分子进行了定量分析。结果表明：三种负电性纳米颗粒对DPPC两性离子的吸附作用均明显强于相同条件下对DPPG阴离子的吸附。 将包被有“磷脂晕”的纳米颗粒铺展在水溶性缓冲溶液（25mMHEPES,3mMCaCl2,pH7.0，20℃）作成膜亚相的表面，使用Wilhelmy膜天平测量表面张力，形成表面压-相对面积（π-A）等温线，通过考察构建的磷脂单层膜相行为的变化研究纳米颗粒对膜结构及功能的影响。结果表明：无表面修饰的Ag颗粒对构建的DPPC单分子层膜结构及功能无影响，而对构建的DPPG单分子层膜结构及功能存在明显影响；柠檬酸分子修饰的Ag颗粒及无修饰的SiO2颗粒对构建的DPPC单分子层膜结构及功能存在明显影响。此外，还将包被有DPPC分子吸附层的两种不同修饰的Ag颗粒依次铺展在无Ca2+的水溶性缓冲溶液（25mMHEPES,pH7.0，20℃）表面，通过比较表面压-相对面积（π-A）等温线，研究了成膜亚相中的Ca2+对构建的DPPC单分子层膜相行为的影响，结果表明其相行为的变化与Ca2+的存在成依赖关系。

关键词： ARTIFICIAL intelligence   SILVER nanoparticles   MONTMORILLONITE   SAMPLE preparation (Chemistry)   MANUFACTURING processes   NEURAL networks (Computer science)  

摘要： Artificial neural network (ANN) models have the capacity to eliminate the need for expensive experimental investigation in various areas of manufacturing processes, including the casting methods. An understanding of the interrelationships between input variables is essential for interpreting the sensitivity data and optimizing the design parameters. Silver nanoparticles (Ag-NPs) have attracted considerable attention for chemical, physical, and medical applications due to their exceptional properties. The nanocrystal silver was synthesized into an interlamellar space of montmorillonite by using the chemical reduction technique. The method has an advantage of size control which is essential in nanometals synthesis. Silver nanoparticles with nanosize and devoid of aggregation are favorable for several properties. In this investigation, the accuracy of artificial neural network training algorithm was applied in studying the effects of different parameters on the particles, including the AgNO3 concentration, reaction temperature, UV-visible wavelength, and montmorillonite (MMT) d-spacing on the prediction of size of silver nanoparticles. Analysis of the variance showed that the AgNO3 concentration and temperature were the most significant factors affecting the size of silver nanoparticles. Using the best performing artificial neural network, the optimum conditions predicted were a concentration of AgNO3 of 1.0 (M), MMT d-spacing of 1.27 nm, reaction temperature of 27 degrees C, and wavelength of 397.50 nm.

关键词： 人工合成氧化铜纳米颗粒   蛋白核小球藻   溶解性有机质   流式细胞仪  

摘要： 人工纳米颗粒（Engineered nanoparticles, ENPs）具有小粒径、大比表面积、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特殊的性质，具有广阔的应用前景。近年来已成为研究的热点。纳米材料的大量生产和应用中产生的人工合成纳米颗粒（ENPs）不可避免地进入环境中，并且经过排放、径流以及沉降等方式进入水体中。研究表明，水体中的ENPs会对水生生物产生毒性效应。而藻类作为水体中的初级生产者，对调节水生生态系统稳定性具有重要作用。暴露于ENPs中的藻细胞摄取ENPs之后，在生物放大作用下，ENPs可能对以摄取藻细胞为食的生物产生危害，而藻细胞的大量死亡也会给水生生态系统乃至整个生态系统带来不可预计的后果。自然水体中的ENPs对生物的毒性效应与溶解性有机质（DOM）、pH、离子强度密切相关。本论文中选取纳米材料为人工合成氧化铜纳米颗粒（CuOENPs）受试生物为蛋白核小球藻，探究了在富里酸（SRFA）影响下，CuO ENPs进入藻细胞的方式及分布规律，探讨ENPs可能的致毒机制，为评估ENPs的环境风险提供理论依据。主要研究结果概括如下： （1）随着CuO ENPs浓度的增加，蛋白核小球藻生长抑制效应越明显，其72小时半数效应浓度（EC50）为45.6mg L-1。分析在不同浓度SRFA(0、10、20、30、40mg L-1)影响下40mg L-1CuO ENPs对藻细胞的生长抑制情况，当外加20mg L-1SRFA，藻细胞生长抑制率开始出现显著性升高，因此我们选择20mgL-1作为后续实验中的SRFA浓度。 （2）外加20mg L-1SRFA明显增强了CuO ENPs对蛋白核小球藻的毒性，其72h EC50为10.26mg L-1。一方面是因为SRFA促进了Cu2+的释放，离子毒性增强；另一方面是SRFA增加了CuO ENPs在水体中的悬浮稳定性，水力半径减小， CuO ENPs与藻细胞接触的机会增大。 （3）SRFA促进了藻细胞内置化Cu含量，增加的Cu主要是CuO ENPs内置化的结果。 （4）首次利用透射电子显微镜（TEM）直接观察未切片藻细胞，CuO ENPs作用下胞外多聚物层增厚。在距离藻细胞壁≥100nm的CuO ENPs的结构无改变，而在细胞壁处的ENPs是以小于3nm的CuO ENPs为主，确定了CuO ENPs结构变化发生在距离细胞壁100nm以内。 （5）通过加入内吞抑制剂，藻细胞内置化的Cu含量减少了26%，因此内吞作用是ENPs跨膜的方式之一，而在TEM观察中，我们也发现了ENPs以内吞形式进入藻细胞的现象。 （6）CuO ENPs处理下，藻细胞出现质壁分离现象，叶绿体光合片层出现断裂，细胞核核膜破坏。CuO ENPs在蛋白核小球藻中主要是以小于3nm的CuOENPs形式存在，并且以单个或者几个颗粒聚集的形式分散于藻细胞质、细胞核、叶绿体片层中；ENPs主要以团聚体形态存在于膜结构中。 （7）藻细胞胞内额外活性氧自由基ROS的产生积累会导致氧化胁迫，使细胞膜稳定性降低，ROS的过量会诱导线粒体膜电位下降，藻细胞进入凋亡过程。因此，CuO ENPs进入细胞造成胞内ROS积累，进而导致过氧化损伤能是CuOENPs对蛋白核小球藻的重要致毒机制。

关键词： 人工合成纳米颗粒   浮萍   毒性效应   超微结构   分布   氧化胁迫  

摘要： 人工合成纳米颗粒（Engineered nanoparticles, ENPs）由于其独特的物理化学性质，已被广泛应用于材料科学、生物医药、化妆品、催化、环境分析和整治等领域。在应用过程中，这些ENPs不可避免的会通过不同途径最终进入到水体环境中，并对水生生物产生毒性，导致对整个生态环境的潜在危害。水生植物作为水体初级生产力的主要组分，对控制食物网的结构和水生生态系统乃至整个生态系统的稳定性起着至关重要的作用。人工合成氧化铜（CuO）纳米材料已被广泛用于船艇防腐油漆、油墨、塑料盒抗菌涂料、陶瓷、电子和推动剂等方面，形成的CuO ENPs成为纳米毒性研究的主要对象之一。本研究以水生植物浮萍（Lemnaminor）作为受试生物，系统研究了CuO ENPs对浮萍幼苗植株的毒性效应、吸收方式及分布规律。主要研究结果概括如下： 1.随着CuO ENPs暴露浓度的增加，浮萍植株生长受抑制程度增大。暴露在不同浓度（50、75、100、125、150、175、200、300、400μg L-1）CuO ENPs7天后对浮萍植物体数抑制率分别为11%、34%、39%、47%、51%、59%、47%、65%、87%；浓度大于75μg L-1CuO ENPs暴露3天后能显著抑制浮萍的植物体数、总面积和干物重；通过计算得出CuO ENPs对浮萍7天植物体的半数效应浓度EC50为150μg L-1。因此，选用暴露浓度为150μg L-1CuO ENPs进行下一步毒性实验。 2.与Cu2+（20μg L-1）和CuO BPs（<5μ，150μg L-1）处理相比，150μg L-1CuO ENPs能显著抑制浮萍植物体数、总面积和干物重的增加，并且随着暴露时间的延长，毒性效应增强，说明CuO ENPs对浮萍具有明显的纳米毒性效应。 3.通过扫描电子显微镜（SEM）观察，CuO ENPs处理下，浮萍老叶叶缘受损凹陷；根表面细胞排列疏松，并有细胞剥落现象。进一步利用透射电子显微镜（TEM）观察发现，暴露在CuO ENPs下的浮萍老叶细胞质稀薄，叶绿体皱缩，类囊体分层不明显，淀粉粒变形，脂质小球个数减少。同时，CuO ENPs处理下的浮萍根细胞叶绿体畸形，类囊体部分解体，没有发现完整线粒体结构。 4.通过浮萍植株正常生长与特殊设计的生长来比较叶片和根系的吸收方式，发现只有叶片暴露在CuO ENPs时，浮萍整株植株铜含量占整株植物暴露在CuOENPs处理下铜含量的23%；只有根吸收CuO ENPs时铜含量占整株植物暴露在CuOENPs处理下铜含量的64%，表明浮萍植株通过根系吸收CuOENPs约是叶片吸收的3倍。 5.通过TEM和X射线能谱分析（EDS）观察到含铜黑色团聚物分布在浮萍叶细胞的细胞壁、细胞质、液泡和叶绿体上；并在根细胞的细胞壁、细胞质和叶绿体中发现含铜黑色团聚体，说明CuO ENPs已进入浮萍细胞内。 6.暴露在150μg L-1CuO ENPs下3天后，浮萍植株MDA含量显著增高，氧自由基（H-2O2、OH·和O2·）过量积累，引起氧化胁迫；植物通过反馈调节，提高了抗氧化酶SOD和CAT的活性，加强了对自由基的清除。加入三种电子传递链抑制剂敌草隆（叶绿体电子传递链抑制剂）、鱼藤酮（线粒体电子传递链抑制剂）和双香豆素（激酶抑制剂）发现，敌草隆能显著降低由CuOENPs引起的ROS的激增，表明叶绿体电子传递链是CuO ENPs诱导ROS增多的主要部位。 7.彗星实验表明，暴露在150μg L-1CuO ENPs下处理3天后，浮萍叶细胞出现明显的拖尾现象，说明CuO ENPs引起浮萍叶片DNA损伤，具有显著的基因毒性。

关键词： 纳米材料   纳米毒性   碳纳米管   纳米银   纳米氧化锌  

摘要： 人工纳米颗粒(engineered nanoparticles,ENPs)在被广泛应用的同时,其潜在的环境风险和对健康的影响引起国内外的广泛重视。植物是人们的主要食物来源,ENPs可能被植物吸收并累积在可食部分,随食物链进入人体而引起健康风险。因此,ENPs的植物毒性及其在植物中的吸收和累积受到越来越多的关注。总结了ENPs的植物毒性及植物对ENPs的吸收、运输和累积,讨论了可能的致毒机制、影响其毒性的因素以及植物的解毒机制,并对未来应该注重开展的研究进行了展望。

关键词： 人工纳米颗粒   植物毒性   韧皮部   迁移转运  

摘要： 人工纳米颗粒（Engineered nanoparticles,ENPs）具有小粒径、大比表面积、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特殊的性质，有广阔的应用前景，近年来已逐渐成为研究的热点。纳米材料的大量生产和应用，不可避免的造成人工纳米颗粒向环境中排放，可能带来潜在的环境风险，人们对人工纳米颗粒安全性及生物效应的信息需求也在增加。2003年《Science》和《Nature》就纳米颗粒生物效应问题展开讨论，纳米颗粒的环境安全也日益引起人们的重视。植物是生态系统的一个重要受体，也是人工纳米颗粒向食物链蓄积的重要途径。至今，对人工纳米颗粒植物毒性的研究也日益增加。CuO ENPs已被广泛应用于商业领域，如气体传感器、光电效应电池、催化剂及半导体材料等，随着其大量应用，排放到环境中的CuO ENPs也越来越多。而有关CuO ENPs与植物毒性及其在植物体内的迁移转运的研究还不多。本研究拟以玉米为受试生物，阐明CuO ENPs对玉米幼苗的毒性作用，并探索纳米颗粒在玉米幼苗体内的迁移运输规律，最终为CuOENPs的环境安全评价提供依据。 本文研究了不同浓度的CuO ENPs对玉米种子萌发阶段的影响，结果表明CuO ENPs对玉米种子发芽率没有影响，却显著抑制了萌发阶段根的伸长。幼苗生长时期，在土壤介质培养下，CuO ENPs能引起玉米叶片黄化，随着处理时间的增加，CuO ENPs对玉米幼苗株高的抑制逐渐减弱，这可能是土壤成分的复杂性引起的。溶液培养条件下，相对于空白处理，CuO ENPs能降低玉米生物量，并导致叶片黄化现象，纳米颗粒对玉米的毒性效应与浓度及暴露时间有关。而对应的离子及大颗粒处理对玉米幼苗生长无明显作用。这说明纳米颗粒的植物毒性主要来源于颗粒本身。纳米颗粒小粒径、大比表面积的特殊效应可能是对植物产生毒性的原因。 通过光学显微镜观察到CuO ENPs首先粘附在玉米根表上，经透射电子显微镜及X射线能谱分析发现CuO ENPs存在于玉米的根及叶片细胞中，结合我们之前研究发现的CuO ENPs还能存在于玉米木质部汁液中，得出以下结论：CuOENPs首先吸附在玉米根表周围，然后进入根细胞中，从未完全形成凯氏带的幼嫩根细胞中进入木质部中，随水分及营养物质运输到地上部。进一步通过高分辨电子显微镜（HRTEM）观察到，纳米颗粒还能通过韧皮部向地下运输，并且在运输的过程中一部分CuO被还原为Cu2O及Cu2S。纳米颗粒在向下运输的过程中可能是伴随金属硫蛋白或光合作用形成的碳水化合物运输的，碳水化合物中的一些还原性糖可能将铜由二价还原为一价，另外，植物体内的一些还原酶或铁氧还原蛋白也可能充当还原剂。

关键词： 人工纳米颗粒物   纳米毒性   天然有机质   聚集   分散  

摘要： 随着纳米技术和纳米材料在工业和生活中的大规模应用,大量的人工纳米颗粒物将不可避免地释放到环境介质(如水体、土壤、沉积物等)中。纳米颗粒物所具有的独特性质已引发人们对它们可能造成的健康风险和环境危害的关注和讨论。本文对目前环境中存在的几种主要典型人工纳米颗粒物的性质、来源、纳米毒性及影响纳米毒性的因素进行详细介绍,阐述了纳米颗粒物对生物的可能致毒机理。在分析纳米颗粒物毒性影响因素过程中,提出了纳米材料在环境中相关毒性研究展望。最后文中总结目前纳米材料在环境中的行为和毒性研究中所存在和面临的问题,并在此基础上提出将来纳米材料毒性的研究方向(如纳米材料的定量结构-活性关系,纳米材料表征技术及慢性毒性研究等)及需要改进的相关建议。