纳米材料由于其特殊效应,在生物医学、工业生产、环境处理等方面极为广泛。纳米金属氧化物在目前纳米材料发展中占主要地位。纳米ZnO、纳米CeO2等用途广泛的纳米材料每年产量巨大。直接释放到土壤中的加上进入土壤填埋的纳米材料约占总纳米材料的76.5%。作为人类及众多生物生存的根本,土壤中纳米材料的污染状况堪忧。目前纳米材料在土壤环境中的危害研究还很不足。而且其中大多数的纳米毒性研究,是在生物的理想环境条件下进行,例如水培,人工模拟土壤等。然而不同自然土壤类型的土壤性质不同,如土壤的pH,有机质及土壤灰分含量,都会对纳米材料的毒性效果造成影响。尤其我国是纳米材料释放的主要区域之一,土壤性质复杂,研究土壤类型对纳米材料毒性效应的影响,具有实际意义。本文采集野外土壤,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)和小麦(镇麦168)作为研究对象,通过研究不同土壤类型中纳米材料对蚯蚓、小麦的氧化损伤、、生物量的影响,以及对土壤酶活的影响,分析土壤类型对毒性效果造成差异的原因。具体开展如下三部分研究工作:(1)纳米ZnO和CeO2在不同土壤类型中的生物有效性分析。(2)纳米ZnO和CeO2对蚯蚓、小麦的生态毒理效应。(3)纳米ZnO和CeO2在不同土壤类型中毒性效应的差异。研究发现:(1)土壤中纳米ZnO,随着浓度增加,生物有效态增加且所占比例增大。而土壤中CeO2则相反,有效态浓度并不随浓度而增加,更易向残渣态转化,但是生物中(蚯蚓和小麦)Ce的含量会随CeO2浓度的增加而增加,说明BCR提取法并不能完全适合用于土壤中纳米材料的有效性判断。(2)在红壤中,纳米ZnO处理组的小麦根部更易富集Zn,使得Zn在根部过度累积。纳米CeO2在红壤、黄棕壤、棕壤中的小麦根部的吸收量相近,并随着土壤中添加的污染物含量增加而增加。小麦地上部以及蚯蚓组织在红壤中累积的Ce元素含量,明显高于其他土壤,这种现象可能会导致Ce元素在生物链上的富集。(3)土壤类型不同纳米ZnO与CeO2的毒性效果不同。水稻土中纳米ZnO与CeO2会对蚯蚓产生毒性效应,诱导抗氧化系统产生显著性差异,引起MDA、PCO含量的增加。纳米材料在红壤中对蚯蚓的毒性效果较小。在黄棕壤与棕壤中纳米ZnO与CeO2会对小麦产生毒性效应,导致MDA含量的增加,在高浓度时抑制SOD与CAT的活性。纳米材料在红壤中对小麦的毒性效果较小。因此,纳米金属氧化物进入红壤后,对生物造成的毒性更小、环境风险更低。红壤中的小麦虽然受到的来自纳米材料造成的毒性效果较小,但是由于纳米材料对脲酶活性的影响,纳米材料浓度增加后,红壤中小麦生物量较其他两种土壤明显降低。(4)纳米CeO2的浓度在不同土壤中对生物产生的影响与纳米ZnO类似,但是相比毒性更低。上述结果表明,红壤中的纳米ZnO与CeO2更易进入蚯蚓与小麦组织,但是两种纳米金属氧化物ZnO及CeO2在红壤中造成的毒性损伤小于水稻土、黄棕壤及棕壤。红壤中纳米ZnO与CeO2的毒性风险小于其他土壤,但这些纳米材料可能随食物链累积。同种土壤中,纳米ZnO对蚯蚓、小麦的毒性效果大于纳米CeO2。