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随着纳米技术的广泛应用,纳米材料的环境行为与毒性效应成为研究关注的热点。藻类作为水生生态系统中的初级生产者,常被用作为评价环境污染物毒性效应的模式生物。自然水体中往往存在多种污染物,纳米材料能与其它污染物组成复合污染体系,而污染物之间的相互作用影响其联合毒性效应。表面活性剂是纳米材料生产过程中的助剂之一,并且广泛应用于生产生活领域。因此,评价纳米材料的毒性效应往往需要考虑表面活性剂等污染物的影响,而目前关于纳米材料与表面活性剂复合污染体系对藻类的联合毒性效应尚不明晰。本论文以水环境中常见的单细胞绿藻小球藻(Chlorella vulgar is)为受试生物。以纳米ZnO (Nano-ZnO)为纳米材料代表,以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为表面活性剂代表,在明确纳米ZnO、CTAC单一污染体系对小球藻的毒性效应的基础上,研究纳米ZnO/CTAC二元复合污染体系对小球藻生长的影响并评价其联合毒性效应,进而探讨复合污染体系中纳米ZnO和CTAC相互作用及其对联合毒性效应的影响。本论文得到以下结果:(1)纳米ZnO和CTAC均对小球藻生长具有较强的毒性效应。通过概率单位法计算得出,纳米ZnO、CTAC的96 h-ECso分别为0.013 mmol/L、263.62μg/L通过采用毒性单位法、相似性参数法、相加指数法和混合毒性指数法4种方法评价了纳米ZnO/CTAC复合污染体系(CCrAC=100、200、300 μg/L;C纳米zno=0.01-0.12mmol/L)的联合毒性效应。结果表明,当纳米ZnO/CTAC二元复合污染体系中CTAC浓度为100、200μg/L时,4种方法对纳米ZnO/CTAC的联合毒性效应评价结果均为拮抗作用;而当CTAC浓度为300μg/L时,相加指数法评价纳米ZnO/CTAC的联合毒性效应的结果为拮抗作用,毒性单位法、混合毒性指数法评价联合毒性效应的结果为部分相加作用。(2)在单一纳米ZnO污染体系中,当纳米ZnO起始浓度为0.02 mmol/L时,77.12%的Zn元素分布于溶液中,而当纳米ZnO起始浓度分别增加到0.05、0.12mmol/L时,Zn元素在小球藻表面的分布为55.20%、73.18%,即随着纳米ZnO起始浓度的增加,Zn元素表现出从溶液中向小球藻表面富集的趋势;纳米ZnO/CTAC复合污染体系(CCTAC=200μg/L,C纳米zno=0.02、0.05、0.12 mmol/L)较之于单一纳米ZnO体系,Zn元素在溶液中的分布分别从77.12%、33.37%、12.58%降至53.56%、17.38%、7.21%,即在复合体系中Zn元素更容易富集在小球藻内与小球藻表面。(3)较之于纯水体系,OECD培养基(小球藻培养基)更有利于纳米ZnO溶出Zn2+。在OECD培养基和纯水体系中,0.01 mmol/L的纳米ZnO溶出率分别为98.24%和56.65%;加入CTAC后,纳米ZnO在OECD培养基中的溶出率下降,200μg/L的CTAC使得纳米ZnO在OECD培养基中的溶出率降至43.08%;加入纳米ZnO能使OECD培养基中的p043-浓度降低,而CTAC能使纳米ZnO对的P043-影响减弱。此外,CTAC能够使纳米ZnO表面ζ-电位升高,并减小纳米ZnO的水力直径。与对照组相比(未加纳米ZnO),0.04 mmol/L的纳米ZnO使OECD培养基中P043-浓度减少12.15%,而当加入200 μg/LCTAC时OECD培养基中的PO43-浓度仅减少2.05%,同时纳米ZnO由表面ζ-电位-14.8mV增加至-13.1mV,其水力直径由1338.5nm减小至1202.3nm。根据以上结果推测,CTAC抑制纳米ZnO溶出Zn2+是复合污染体系的联合毒性效应表现为拮抗作用的主要原因之一。(4)通过分析纳米ZnO的X射线衍射图谱可知,CTAC对纳米ZnO的晶体结构无明显影响;通过比较傅里叶红外谱图表明,复合污染体系中CTAC对纳米ZnO存在影响而纳米ZnO对CTAC基本无影响。从OECD培养基中滤出的纳米ZnO表面出现磷酸盐基团振动峰(1000-1100 cm-1),并且出现了与CTAC结构相关的-CH2键(1480 cm-1)、C-H键(2850-2900 cm-1)和C-N键(900-950 cm-1)的伸缩振动峰,表明CTAC通过吸附在纳米ZnO表面而影响了纳米ZnO的溶出行为。