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随着纳米科技的高速发展,各种纳米材料的应用范围越来越广。由于纳米物质具有许多与常规物质完全不同的性质,其对人类健康及生存环境所产生的负面影响已经引起了广泛关注,是一个亟待解决的科学问题。为了评价纳米材料泄露到水体后对海洋生态系统的潜在影响,本文以小球藻(Chlorella vulgaris)为受试生物,探讨了NiO纳米颗粒的水生生物学效应及其毒性机理。主要研究结果如下：1)依照OECD 201藻类生长抑制方法考察了两种尺度(纳米级和微米级)NiO颗粒对小球藻生长的影响,得出NiO的毒性大小与颗粒的尺度有关,尺度越小毒性越大,并且其抑制作用呈现出明显的剂量依赖效应。2)根据OECD和欧盟毒性评价标准,可将NiO纳米材料的生态毒性危险类别定义为急性2级,对小球藻有毒；NiO微米颗粒的毒性较低,可定义为慢性3级毒性,对小球藻有害。3)通过光学显微镜和电子显微镜(TEM)观察分析,得出不同分散环境对NiO纳米颗粒的团聚状况有影响,纳米颗粒在海水中的团聚程度要高于超纯水。另外藻类会与纳米颗粒相互作用,形成微界面,并促进其团聚和沉降。4)72h NiO纳米颗粒处理会对小球藻产生氧化损伤,表现为高浓度处理下细胞内脂质过氧化水平显著上调,抗氧化酶CAT、SOD的活性显著增加。5)72hNiO纳米颗粒处理后细胞内叶绿素含量有所下降,PSⅠ反应中心蛋白psaB基因表达水平有下调趋势,而暗反应中rbcL基因表达水平有显著上调。可见NiO纳米颗粒暴露会对藻类光合系统产生影响。由上述结果可知,NiO纳米颗粒进入水环境后,会对海洋微藻产生毒性,影响其生长状况。纳米材料对小球藻的致毒机理可归纳为以下几点：ⅰ、NiO纳米颗粒的尺度效应：ⅱ、通过诱导自由基的产生对细胞造成氧化损伤；ⅲ、通过影响基因表达及叶绿素的合成抑制光合作用；ⅳ、吸附在藻体表面产生遮光效应。