近几年来,纳米二氧化钛由于具有特殊的物理化学性质,因此在生活中应用广泛,而无论经何种途径,其最终的归趋地均是海洋,而其对海洋环境的毒性作用却未曾有学者详细报道。本论文主要工作:为评估纳米二氧化钛对海洋生态环境的影响,本论文研究了(1)纳米二氧化钛对海洋常见非光合细菌、光合细菌、真菌等生长和代谢的影响。(2)纳米二氧化钛对海洋常见非光合细菌的杀菌机理初探。(3)纳米二氧化钛对海水环境微生物群落结构和生物量的影响。主要研究成果如下:1.本论文对海水中6种常见微生物进行研究,包括海杆菌(Marinobacter sp.)、盐单胞菌(Haalomonas sp.)、交替单胞菌(Alteromonas sp.)、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus),红酵母(Rhodotorulasp.)以及光合细菌聚球藻(Synechococcus sp.),并以模式菌大肠杆菌(Escherichiacoli)与枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)作为参照进行研究。以生长曲线、生物量、呼吸强度来指示不同浓度纳米二氧化钛(0.1～100 mg/L)对微生物生长、代谢的影响,并通过测定叶绿素a含量来指示聚球藻的光合能力。在低浓度下(0.1～1mg/L),纳米二氧化钛对所试微生物的生长影响不显著(p>0.05);高浓度下(100 mg/L),纳米二氧化钛则会极显著抑制(p<0.01)上述6种海洋微生物的生长和代谢,而且浓度越大,效果越明显;同时,高浓度纳米二氧化钛对Synechococcus sp.299叶绿素a的含量也有抑制作用的趋势。研究还发现,纳米二氧化钛对多数细菌和红酵母的毒性效应一般在18 h后明显显现(p<0.05);而对两种聚球藻的影响则在6 d之后较为显著(p<0.05)。2.通过细胞壁完整性评估实验与细胞膜完整性评估实验初步分析了不同浓度纳米二氧化钛对不同细菌的杀菌机理。通过产生乳酸脱氢酶(LDH)和活性氧物质(ROS)含量的结果表明纳米二氧化钛可能是通过产生ROS破坏细胞壁、细胞膜,进而起到杀菌的作用,而且高浓度纳米二氧化钛(10～100 mg/L)通过产生ROS进而破坏细胞壁、细胞膜的效果更强。3.本文还通过模拟海水自然条件,经7d和14d纳米二氧化钛暴露,通过高通量测序及qPCR定量分析,研究了纳米二氧化钛对海洋环境微生物群落的影响。实验表明纳米二氧化钛可以引起海水中微生物群落结构的改变。经过7d和14 d培养,高浓度纳米二氧化钛(10～100 mg/L)降低了海水微生物群落多样性,且100 mg/L浓度纳米二氧化钛使微生物生物量极显著减少(p<0.01)。低浓度纳米二氧化钛(<1 mg/L)能够使微生物多样性先升高后降低,并使微生物生物量显著减少(p<0.05)。以上研究结果可以为进一步评估纳米二氧化钛对海洋生态环境安全的影响提供参考。