纳米颗粒是至少在一个方向上粒径尺寸在1-100 nm的微小粒子,尤其是指以工程应用为目的或者人工合成的微小颗粒,其在二十一世纪将对世界经济,工业和人民生活等广阔领域产生非常显著的影响。认识纳米颗粒的环境行为和生态毒性,评估其对生态环境和人类健康的潜在危害,特别是其在环境中迁移、转化、富集、吸收的作用机制,是开发和使用纳米产品的基本前提。土壤热量代谢,功能细菌和酶活力是评价纳米颗粒在农业土壤中的毒性研究是一种成功的组合,纳米颗粒在土壤中的毒性能够被测定和评估,是一种高通量的纳米颗粒毒性筛选方法。本研究选择四种金属氧化物纳米颗粒（ZnO、SiO₂、TiO₂、CeO₂）、通过土壤微生物的热量代谢、功能微生物的丰度和植物的生理状况的变化来研究纳米颗粒的环境行为,主要有以下四个方面：1、相同浓度1 mg kg^-1的ZnO、SiO₂、TiO₂和CeO₂纳米颗粒进入土壤后所产生的毒性因种类有很大的差异,土壤微生物热量代谢结果显示ZnO和CeO₂纳米颗粒表现出明显的抑制土壤微生物活力作用,TiO₂次之和SiO₂不明显。根据四种纳米颗粒的微量热参数P_max和κ值,可列出其毒性大小顺序为：ZnO> CeO₂> TiO₂> SiO₂,总体上看ZnO对土壤微生物的毒性较大,SiO₂可认为基本没有毒性。2、评价了ZnO和CeO₂纳米颗粒在农业土壤生态系统中的剂量效应。根据土壤微生物的总放热量计算得出ZnO和CeO₂纳米颗粒对农业土壤的微生物活力的EC₅₀分别为103.19 mgkg^-1和518.49mgkg^-1。这为今后应用两种纳米颗粒于农药或杀虫剂中提供了参考数据。3、检测了不同粒径（9 nm、12 nm、40 nm）与不同浓度(10mgkg^-1、25 mgkg^-1、50mg kg^-1)的SiO₂纳米颗粒对土壤的与剂量效应,结果表明SiO₂纳米颗粒对土壤微生物呈现剂量的刺激相应,证实SiO₂纳米颗粒能够提高土壤微生物的代谢能力,不具有毒性效应。4、比较了四种金属氧化物纳米颗粒对小麦生理状态影响。结果显示ZnO和CeO₂两种纳米颗粒对叶片光合作用和生长状况抑制作用较明显,TiO₂和SiO₂与对照组相比没有抑制效应；纳米颗粒的植物毒性大小与释放于溶液中的金属离子种类和数量有关。