纳米氧化镍对大型溞的毒性效应

【作者】 巩宁； 邵魁双； 丁光辉； 李光耀； 孙野青；

【机构】 大连海事大学环境科学与工程学院环境系统生物学研究所； 国家海洋环境监测中心；

【摘要】 纳米氧化镍颗粒(nNiO)是一种功能材料,主要用作燃油催化剂、着色剂、磁性材料和电子元件等。也大量存在于汽车尾气和焊接废气中,是海洋和大气纳米污染的重要来源之一。参照OECD202、211的方法检测了纳米氧化镍(粒径<50nm)对大型溞(Daphnia magna)的急性毒性和生殖毒性。结果表明:纳米NiO对大型溞的LC50(48h)为36.79mg/L。根据OECD标准及欧盟生态毒性物质界定指标和危害等级,可将氧化镍纳米材料的危险性质定义为急性3级,对大型溞有害。nNiO低浓度(1mg/L)长期暴露(21d)对大型溞的繁殖能力产生抑制。主要表现在第一次产卵时间延长、产卵次数和产卵总数减少。说明水体环境一旦受到nNiO的污染,即使是较低浓度,也会使大型溞的繁殖受到影响。采用培养液暴露、环境暴露和摄食暴露三种暴露方式,对大型溞进行急性毒性测试,三种暴露方式的LC50值分别为22.21、3.79和0.67mg/L。表明食物暴露增大了nNiO的生物毒性,藻类的生物富集会增大暴露的有效浓度,大型溞对氧化镍纳米颗粒摄取的有效浓度是决定其产生毒性大小的重要因素。探讨非致死剂量(1,10mg/L)暴露下纳米氧化镍对大型溞的氧化损伤及抗氧化酶活性变化规律及HSP70表达量的变化。结果表明,纳米氧化镍造成大型溞的氧化损伤,主要表现为氧化损伤标志物MDA含量随着nNiO浓度的增加逐渐增高,GSH含量随着NiO纳米颗粒浓度的增加逐渐降低。SOD、CAT和GST酶活力随着氧化镍纳米颗粒暴露浓度的增加逐渐升高,而POD酶活力则随着胁迫强度的增加先升高后降低。低浓度(1mg/L)氧化镍纳米颗粒暴露下,大型溞通过HSP70表达量上调与GST含量升高共同抵御胁迫。高浓度(10mg/L)暴露下,大型溞通过HSP70表达量上调,SOD、CAT、GST酶活力升高,GSH含量增加以抵御胁迫。结果表明在氧化镍纳米颗粒轻度污染条件下(1mg/L),HSP70和GST较为敏感,可作为纳米氧化镍污染的早期预警检测指标。更多还原