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。