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随着纳米技术的飞速发展,人工纳米颗粒(Engineered Nanoparticles, ENPs)逐渐在化工、能源和医学等领域得到广泛应用。然而,在这些纳米产品的生产、使用和处理等过程中,ENPs不可避免的释放进入到污水处理厂中,对细菌产生影响,进而对污水处理产生潜在威胁。苯胺是一种重要的化工原料,广泛应用于印染行业中,但其同时也严重污染环境和危害人体健康,在工业排水中要求严格控制。在污水处理系统中,苯胺的降解主要是在微生物的作用下进行,其中苯胺降解菌起到了至关重要的作用。本研究以苯胺降解菌作为研究对象,研究氧化锌纳米颗粒(ZnO ENPs)和二氧化钛纳米颗粒(TiO2 ENPs)对苯胺降解菌的毒性及其致毒机理。主要研究结果如下：(1) ZnO ENPs的小粒径可能导致其更易与细菌接触并产生潜在的毒性效应。相比于超纯水,ZnO ENPs在模拟苯胺废水中的Zeta电位升高,稳定性更好。ZnO ENPs溶解游离的Zn2+含量受模拟苯胺废水中苯胺以及PO43-浓度的影响,且受PO43-的影响最大。(2) ZnO ENPs能够显著抑制苯胺降解菌的生长,在12h之后暴露于浓度为10和50 mg/L ZnO ENPs,对苯胺降解菌仍具有显著的毒性作用,但2 mg/L ZnO ENPs对苯胺降解菌的抑制作用明显减弱。随着ZnO ENPs暴露浓度的增加,对苯胺降解菌降解苯胺的性能及双加氧酶活性抑制作用明显增加。(3)从扫描电镜(SEM)和激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)的结果可以看出,ZnO ENPs破坏了细胞完整性。细胞膜的损伤导致苯胺降解菌细胞膜的流动性增强,细胞膜脂肪酸组分有显著变化。透射电镜(TEM)的结果显示,ZnO ENPs能穿过细胞膜进入细菌内部,从而对细胞产生毒害作用。进一步研究发现,ZnO ENPs可以诱导苯胺降解菌产生大量ROS,并引发蛋白羰基以及8-OHdG含量的显著增加,损伤蛋白质和DNA,进而导致细菌死亡。(4)与ZnO ENPs相比,TiO2 ENPs的粒径大,在模拟苯胺废水中的Zeta电位较低,分散性变差,更趋于团聚,因此不利于其与细菌接触或进入细胞内,可能导致其对细菌的毒害作用较小。(5)TiO2 ENPs对苯胺降解菌基本无影响。本实验所使用的TiO2 ENPs是金红石型,具有较低的光催化活性,无光照条件下毒性更低。实验结果也显示,TiO2 ENPs对苯胺降解菌的生长以及苯胺的降解无明显影响,与苯胺降解菌接触,并没有破坏细胞,也没有进入到细胞内,且未发现有ROS的累积及未检测到细菌蛋白质和DNA的损伤。