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关键词：
疣荔枝螺,丁基锡化合物,苯基锡化合物,有机锡化合物,厦门海域
发表时间：
2012-08-22 15:14:47
人工纳米颗粒对水生生物的毒性效应及其机制研究进展
沈飞英 | -> | 1897| 5| 0.640756MB |纳米毒性,水环境,毒性机制,氧化损伤,环境行为,天然有机质
摘要:随着纳米科技的飞速发展和纳米产品的普及，人工纳米颗粒( NPs) 的生物毒性效应研究逐渐成为国内外关注的热点.以水环境和水生生物为对象，综述了近几年来NPs 对水生生物的毒性效应、毒性机制等方面的研究进展. 文中按NPs 的分类总结了NPs 对微生物、藻类、原生动物和鱼类等水生生物的毒性效应，着重论述了NPs 的可能毒性机制及其与NPs 的独特物理化学性质之间的关系，并在细胞和分子水平上探讨了NPs 的摄取、跨膜运输等方面的可能机制. 在自然水体中，NPs 因其化学行为受水化学条件等影响而表现出不同于实验室研究中的生物毒性效应，本文也对这方面的研究进行了讨论和总结.最后分析了目前水生生物纳米毒性研究中的瓶颈和方法、技术方面的问题，并对以后应注重开展的研究进行了展望.
按照美国试验与材料协会( the American Society for Testing and Materials ) 和英国标准学会( the British Standards Institution ) 的定义， 纳米材料( nanomaterial) 为至少一维在1 ～ 100 nm 的材料; 纳米颗粒( nanoparticle，NPs) 为至少有2 维在1 ～ 100nm 的材料［1］. 人工合成NPs 根据其化学组成的不同可分为5 类: 碳NPs、金属氧化物、零价(zerovalent)金属、量子点( quantum dot，QDs)NPs 和有机聚合物等其它NPs［2］. 这些人工合成NPs 因其纳米粒径而具有独特的机械性能、接触反应活性、光学性质和电学传导性等特性，并已逐渐在光电、生物医药、化妆品、能源及催化等领域得到广泛应用，在过去10 a 里纳米产品呈指数增长，范围及种类也不断扩展，估计在2011 ～ 2020 年间将增加到58 000t［1，3］. 美国Woodrow Wilson 国际学者中心2009 年发布的“纳米技术消费品清单”列出了目前最常见的纳米材料依次为银、富勒烯和碳纳米管、氧化锌、二氧化硅、二氧化钛等［4］.
然而，纳米材料在被广泛应用的同时，其潜在的生物环境效应不容忽视. 自2003 年Service［5］和Brumfiel［6］分别在Science 和Nature 上就纳米材料生物效应问题展开探讨开始，人工合成NPs 的环境生物毒性效应研究逐渐成为当今国际上的研究热点;2005 年，国际上召开了多达16 次纳米安全性会议，英、美等国均成立了专家组，制订并启动了NPs 环境行为与生态效应的研究计划; 2009 年6 月起，在NPs 的安全性尚不明确的情况下，美国和欧盟已经分别加强了对碳纳米管的控制和NPs 在化妆品行业中应用的管理［7］; 2009 年8 月Song 等［8］发现，2名工人由于长期处在NPs 的工作环境中，导致肺部损伤而死亡，其余工人也患有严重肺部疾病，这是首次NPs 致人死亡的报道，Gilbert［9］对此也进行了专门的讨论.
然而，纳米材料在被广泛应用的同时，其潜在的生物环境效应不容忽视. 自2003 年Service［5］和Brumfiel［6］分别在Science 和Nature 上就纳米材料生物效应问题展开探讨开始，人工合成NPs 的环境生物毒性效应研究逐渐成为当今国际上的研究热点;2005 年，国际上召开了多达16 次纳米安全性会议，英、美等国均成立了专家组，制订并启动了NPs 环境行为与生态效应的研究计划; 2009 年6 月起，在NPs 的安全性尚不明确的情况下，美国和欧盟已经分别加强了对碳纳米管的控制和NPs 在化妆品行业中应用的管理［7］; 2009 年8 月Song 等［8］发现，2名工人由于长期处在NPs 的工作环境中，导致肺部损伤而死亡，其余工人也患有严重肺部疾病，这是首次NPs 致人死亡的报道，Gilbert［9］对此也进行了专门的讨论.
NPs 在生产、消费和废弃过程中必将进入环境，经迁移和运输最终中止于水体和土壤中( 图1) . 相对于土壤，水体中的NPs 迁移能力更强、影响范围更广，亦更容易受到外界环境因素( 如风速、pH 和人类活动) 的干扰. 在水体环境中，NPs 通过吸附/解析、悬浮/沉降等一系列复杂的过程，会对水生生态系统产生潜在的影响. 迄今为止，NPs 的环境行为研究主要集中于水环境，针对水生生物的研究更是几乎涉及NPs 的全部种类. 因此，对这方面的最新研究成果进行及时总结十分必要. 本文扼要介绍了不同种类的NPs 对水生生物的毒性效应，详细分析了NPs 的致毒机制，重点阐述水环境因素对NPs生物毒性效应的影响，并就目前研究中存在的问题和今后的研究方向进行了展望.
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