天然有机质对TiO2纳米颗粒与PCB-77藻类毒性影响及致毒机理

作者：李青; 张帅^*; 王济

来源：生态毒理学报, 2021, 16(06): 244-255.

• 纳米TiO2
• 天然有机质
• PCB-77
• 小球藻
• 毒性效应
• 致毒机理

为探究天然有机质(natural organic matter, NOM)对纳米二氧化钛(TiO2)与3,3’,4,4’-四氯联苯(3,3’,4,4’-tetrachlorobiphenyl, PCB-77)藻类毒性影响及致毒机理，以小球藻为实验受试生物，测定了纳米TiO2与PCB-77单独及复合暴露在NOM存在与不存在条件下对小球藻生长、细胞形态、活性氧(reactive oxygen species, ROS)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性的影响。结果表明，所有暴露组均对小球藻的生长有一定的抑制作用。团聚沉降实验结果说明，纳米TiO2在水环境中易团聚，PCB-77和NOM通过影响纳米TiO2团聚进而影响小球藻的生长，这些团聚体附着在藻细胞表面，导致细胞间相互遮蔽，影响藻细胞光合作用和细胞呼吸，进而影响藻细胞生长，与实时定量PCR检测基因的结果一致。用透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)观察发现，纳米TiO2单独暴露与PCB-77复合暴露在NOM存在与不存在条件下，藻细胞周围附着纳米TiO2,有一部分进入藻细胞内部，使细胞膜破损、质壁分离、细胞器结构不清晰以及出现电子致密体和空泡结构，小球藻细胞形态遭到损坏，这是直接接触造成的物理损伤。通过测定藻细胞内ROS和MDA含量可知，暴露在纳米TiO2中产生ROS含量最高，所受的氧化损伤最大，氧化胁迫是纳米TiO2致毒机理之一。因此，NOM对纳米TiO2与PCB-77藻类致毒机理的影响归纳为吸附团聚作用所造成的遮蔽效应、直接接触的物理损伤和产生大量ROS造成的氧化损伤。

• 单位
  贵州师范大学