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纳米材料作为一种新的材料的生产和使用正在不断扩大,对于其进入环境后安全性研究具有重要的意义。本文主要研究了纳米材料抑制普通小球藻生长和对戴尔福特菌Delftia sp.XYJ6降解苯胺的效应,以探索纳米材料在环境中的安全性。
采用化学品藻类毒性测试的标准实验方法,发现纳米二氧化钛从0.01mg·L-1到500 mg·L-1浓度范围内,对普通小球藻的生长没有明显的抑制效应。多壁碳纳米管孔径从5nm到60nm范围内,虽然对普通小球藻生长有一定的抑制,但作用都不明显。单壁碳纳米管对普通小球藻的生长有更明显的抑制作用,根据实验结果,通过机率单位法计算得出96h抑制普通小球藻生长的半效应浓度(96h-EC50)为261.5mg·L-1,经X2检验,结果真实可靠。采用扫描电子显微镜进一步观察发现,单壁碳纳米管周围吸附了大量的小球藻细胞并形成团聚的大颗粒,因此抑制了小球藻的光合作用和生长。
在碳纳米管对戴尔福特菌降解苯胺效应的研究发现,纳米管不仅能够吸附苯胺,而且可以吸附蛋白。与多壁碳纳米管相比,单壁碳纳米管吸附苯胺的量少,但加载戴尔福特菌XYJ6后,去除苯胺的效率明显高于加载戴尔福特菌XYJ6的多壁碳纳米管。进一步研究发现戴尔福特菌的无细胞提取液(粗酶)也具有高效降解苯胺的能力,但在单壁碳纳米管存在下去除水体中苯胺的效率明显高于在多壁纳米管存在下的苯胺去除效率。因此推测无论在细胞水平还是在酶水平,与单壁纳米管相比,多壁纳米管对戴尔福特菌降解苯胺的抑制作用大,此研究结果在国内外尚未见有研究报道,在纳米材料安全性研究方面具有重要的意义。