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纳米材料(Nanomaterials,NMs)已被广泛应用于医药、军工和工农业等领域。纳米稀土材料同时具备稀土元素和纳米颗粒(Nanoparticles,NPs)的特性,尤其是在电、光、磁以及催化等方面有着广阔的应用领域和巨大的发展潜力。例如纳米氧化钇(Y2O3Nanoparticles,Y2O3NPs)被广泛应用于军工材料、光学玻璃以及陶瓷材料添加剂等。在NPs的制备、应用及处置过程中,会不可避免的通过各种途径进入到河湖等水体中,而NPs作为痕量污染物对水环境造成的潜在污染及生态效应也逐渐受到人们的重视。本文以Y2O3NPs为研究对象,Y2O3NPs析出的Y3+为对照,水稻和番茄为受试植物,水培条件下研究了Y2O3NPs对受试植物的毒性效应以及受试植物对Y2O3NPs的吸收与转运。得到以下主要结论:(1)由Y2O3NPs在超纯水中的TEM图像及Zeta电位得出,Y2O3NPs在超纯水中的团聚现象显著,稳定性一般,易沉降,粒径主要集中在0.1μm0.15μm,平均团聚粒径为0.34μm,且其在1/2Hoagland’s营养液中的沉降现象比在超纯水中明显。Y2O3NPs在超纯水中析出的Y3+浓度与Y2O3NPs浓度基本呈线性相关(R2=0.97)。(2)从受试植物种子萌发、根及芽伸长和生物量的情况来看,Y2O3NPs及其析出Y3+对受试植物种子的发芽率均无显著影响,但高浓度(50 mg/L和100 mg/L)的Y2O3NPs会延迟植物种子的萌发。Y2O3NPs对水稻根伸长具有“低促高抑”效应,110 mg/L Y2O3NPs对水稻根伸长有促进作用,而20100 mg/L Y2O3NPs显著抑制水稻的根伸长,水稻芽伸长不受Y2O3NPs及其析出Y3+的影响,20100mg/L Y2O3 NPs对番茄的根、芽伸长均具有抑制作用且都能导致受试植物生物量的减少。水稻根伸长的半抑制浓度(17.4mg/L)要略大于番茄根伸长的半抑制浓度(13.4mg/L)。(3)20100 mg/LY2O3NPs对受试植物的叶绿素含量和根系活力均具有显著抑制作用,且能通过影响植物的抗氧化能力对植物产生毒害作用,表现为SOD活性的显著降低无法完全清除大量累积的ROS,而ROS刺激植物发生细胞膜脂过氧化反应产生MDA,从而抑制植物蛋白的产生导致其含量降低。(4)Y2O3 NPs及其析出Y3+均能被受试植物根系吸收积累并转运到地上部分,根系中的Y含量要远远大于地上部分的Y含量,Y2O3NPs处理下水稻和番茄体内的Y从根系到地上部分的转运系数分别为0.0190.076和0.0030.213。通过TEM观察,发现Y2O3NPs可以进入水稻和番茄叶肉细胞内,并存在于叶肉细胞的细胞壁、细胞间隙和细胞质中,也会对细胞器官造成一定破坏作用。内吞小泡是Y2O3NPs进入植物细胞的一种方式。(5)Y2O3NPs析出的Y3+还不足以对受试植物的生长造成影响,造成植物毒害的主要原因来源于Y2O3NPs本身。