钍（Th）是一种存在于环境中的天然放射性元素,具有作为核燃料的潜力。目前,关于钍的水生态毒性主要关注的是Th⁴⁺,而我们在之前的研究中发现Th⁴⁺进入水体后会水解成纳米级的ThO₂,而且钍主要以ThO₂的形式进入水体,研究纳米ThO₂将有助于更好的评价钍元素的水生态毒性。本论文合成了两种粒径的纳米ThO₂颗粒,并对其物理、化学性质进行了表征,以蛋白核小球藻作为模式生物,研究了两种粒径的纳米ThO₂颗粒的水生态毒性。开展的工作主要包括:（1）合成了两种粒径纳米ThO₂颗粒:（1）s-ThO₂,平均粒径为52±5 nm,球形;（2）b-ThO₂,平均粒径为141±6 nm,球形;（2）表征了两种粒径纳米ThO₂颗粒在OECD（Organization for Economic Cooperation and Development,国际经济合作发展组织）培养基中的水合粒径、Zeta电位、离子溶出;（3）研究纳米ThO₂颗粒的水生态毒性并探究其致毒的机制。主要的研究结果概述如下:（1）通过测试s-ThO₂和b-ThO₂在OECD培养基中的水合粒径和Zeta电位,发现在OECD培养基中,s-ThO₂团聚得更明显。利用ICP-MS测定s-ThO₂和b-ThO₂在OECD培养基中的Th⁴⁺溶出量,发现96 h后其最大溶出量分别为4.5μg/L、2μg/L。（2）分析暴露0.1、1、10、100、200μΜ的s-ThO₂和b-ThO₂后24、48、72、96 h小球藻的生物量,发现在24 h以后,存在明显的剂量-效应。s-ThO₂和b-ThO₂的96h-EC₃₀分别是64.1μΜ和100.2μΜ,s-ThO₂和b-ThO₂的96h-EC₅₀分别是235.2μΜ和773.6μΜ。暴露96 h后,通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察藻细胞,200μΜs-ThO₂处理组和b-ThO₂处理组均看到有ThO₂ NPs吸附在藻细胞的表面,s-ThO₂处理组藻细胞细胞壁出现局部变形。（3）暴露96 h后,测定处理组与对照组的细胞膜通透性,发现s-ThO₂处理组和b-ThO₂处理组在100μΜ和200μΜ藻细胞细胞膜通透性变大。测定小球藻细胞内的活性氧ROS水平,发现暴露48、72、96 h后,s-ThO₂处理组和b-ThO₂处理组在200μΜ均有ROS水平显著上升。综上,提出纳米ThO₂颗粒对小球藻的水生态毒性存在尺寸效应,s-ThO₂的毒性强于b-ThO₂。纳米ThO₂颗粒对小球藻的致毒效应机制可能是:纳米ThO₂颗粒吸附到藻细胞细胞壁上后诱导ROS水平上升,产生氧化应激,引起细胞膜通透性变大。