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作为传统污染物，重金属对生物和环境产生的影响多种多样且长期持续。有毒金属被水生生物吸收后进入水生食物链，发生生物积累和生物放大现象，并通过水产品消费给人类健康带来巨大风险。已有研究表明砷(As)毒性强，可对各类生物及人类造成严重危害。随着纳米技术的迅速发展，日益增长的使用量及其潜在的生态风险使得纳米材料成为备受关注的新兴污染物。二氧化钛纳米颗粒(TiO2 NPs)因其独特的光学性能，是现今应用最为广泛的纳米材料之一。现实环境中，多种污染物往往同时存在且发生相互作用，使其生物效应不仅仅是简单的加和。目前，对于单一污染物所造成的生物效应已存在大量研究，而对于金属污染物与纳米材料污染物之间的相互作用机理及其联合效应的研究，还有待进一步展开。本研究以对环境污染反应灵敏的大型蚤（Daphnia magna）为实验生物，比较了不同浓度TiO2 NPs(0.00、2.00、20.00 mg/L)条件下，五价砷(AsⅤ)对大型蚤的24 h半数致死浓度(24 h LC50)，观察不同浓度TiO2 NPs存在条件下(0.00、2.00、20.00 mg/L)，AsⅤ在大型蚤体内的累积、空间分布、亚细胞分布和排出，以期探究在TiO2 NPs影响下，AsⅤ生物有效性的变化，为揭示纳米材料与砷的复合污染相互作用机理及其联合生物效应提供科学依据。 实验结果表明: 1.TiO2 NPs对AsⅤ半数致死浓度的影响:较低浓度TiO2 NPs存在下(2.00mg/L)，AsⅤ对大型蚤的24 h LC50（22.5μM）比没有TiO2 NPs存在下的24 h LC50（15.89μM）有所升高。而较高浓度TiO2 NPs存在下(20.00 mg/L)，AsⅤ对大型蚤的24 h LC50（9.627μM）比没有TiO2 NPs存在下的24 h LC50（15.89μM）有所降低。这可能跟TiO2 NPs与AsⅤ之间的相互作用机理有关。由于TiO2 NPs对AsⅤ的吸附作用，一方面使得大型蚤体内As的总含量显著增加，而另一方面使得游离As含量下降。此外，TiO2 NPs改变了As在大型蚤体内的亚细胞分布。 2.TiO2 NPs对AsⅤ累积、空间分布和亚细胞分布的影响:TiO2 NPs能显著提高大型蚤内As的含量（P＜0.05），且TiO2 NPs与As随时间在大型蚤内的累积趋势相同。说明TiO2 NPs充当了AsⅤ的载体。空间分布实验显示，As和TiO2NPs主要集中在大型蚤的肠道内，且As和TiO2 NPs在大型蚤内的分布具有显著相关性（P＜0.01）。亚细胞分布实验结果表明，当暴露在低浓度TiO2 NPs(2 mg/L)时，金属敏感相中As含量与对照组相比没有显著差异（P＞0.05），面生物解毒相中As含量是对照组的2.5倍。当暴露在高浓度TiO2 NPs(20 mg/L)时，金属敏感相中As含量是对照组的2.5倍，生物解毒相中As含量是对照组的15.7倍。同时，TiO2 NPs主要分布在金属敏感相中，生物解毒相中含量很低。As和TiO2NPs的亚细胞分布具有很大差异（P＜0.05）。说明由TiO2 NPs通过吸附作用携带进入大型蚤体内的As在大型蚤体内与TiO2 NPs发生了解离。作为大型蚤食物的斜生栅藻也增加了As和TiO2 NPs在大型蚤体内的累积。与不添加食物时相比，As和TiO2 NPs在生物解毒相和金属敏感相中的分布均发生了显著变化(P＜0.05)。 3.TiO2 NPs对As排出的影响:添加低浓度TiO2 NPs(2.00 mg/L)后，排出终点时大型蚤体内As含量低于不添加TiO2 NPs时As含量，是不添加TiO2 NPs时As含量的78％。而添加高浓度TiO2 NPs(20.00 mg/L)后，排出终点时大型蚤体内As含量仍远远高于不添加TiO2 NPs时As含量，是不添加TiO2 NPs时的3.2倍。此外，TiO2 NPs促进了金属敏感相中As的排出。如添加0.00、2.00、20.00mg/L TiO2 NPs时，As在金属敏感相中的含量分别减少了17.07％、25.22％、59.55％。