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纳米氧化锌（ZnO NPs）因具备特殊的理化性质被广泛应用于食品、化妆品、电子、医药卫生等方面,这使ZnO NPs在生产加工、使用和使用后处理的过程中有较大的概率流入水、土壤和大气环境并进入食物链,因此它对生物是否存在毒性影响这一议题已得到研究者的重视。本研究首次选择单细胞真核生物小腔游仆虫（Euplotes aediculatus）和绿草履虫（Paramecium bursaria）作为受试生物,配制不同浓度的ZnO NPs溶液对两种受试生物进行胁迫处理,通过测定ZnO NPs对两种受试生物24 h内的半致死浓度(24 h-LC50)和半数效应浓度(24 h-EC50)来衡量它在水环境中的生物毒性。通过观察两种纤毛虫经ZnO NPs处理后超微结构的损伤,结合酶活力和活性氧（ROS）积累量的变化等生理指标来探究ZnO NPs的致毒机制。并利用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）结合毒理数据的测定、电镜观察等技术对ZnO NPs溶液中纳米颗粒和锌离子的毒性贡献进行了探究和区分。1.ZnO NPs对两种纤毛虫的毒性效应ZnO NPs对小腔游仆虫和绿草履虫的24 h-LC50分别为1.67μg/m L和0.39μg/m L,24 h-EC50分别为0.24μg/m L和0.04μg/m L。回归方程和拟合曲线表明两种纤毛虫在24 h内的死亡率和繁殖抑制率与ZnO NPs溶液的浓度对数呈良好的线性关系。与其它水生受试生物相比,纤毛虫对ZnO NPs的耐受度较低。与小腔游仆虫相比,绿草履虫对水体中ZnO NPs的存在更为敏感。24 h-LC50ZnO NPs的处理导致小腔游仆虫细胞肿胀,但表膜和纤毛没有明显损伤;处理组小腔游仆虫的细胞内部出现大量泡状结构,细胞质由致密变为疏松,线粒体、咽肋片和细胞核等结构被破坏,同时观察到大量溶酶体及髓鞘样小体。24 h-LC50ZnO NPs处理组的绿草履虫整体肿胀呈水滴型,表膜泡中出现散乱膜结构,并伴随纤毛脱落,表面网格状结构扭曲、皱缩,或网格状结构维持正常形状但表膜严重破损等现象,推测与ZnO NPs在光照下能够自发产生活性氧有关;绿草履虫经ZnO NPs处理后,细胞内与小球藻的共生系统被破坏、溶酶体数量增多,线粒体和细胞核结构均发生异常。2.对ZnO NPs致毒机制的探究ZnO NPs处理组的小腔游仆虫和绿草履虫与对照组相比,细胞内平均荧光强度均明显增强。表明ZnO NPs的处理会诱导小腔游仆虫和绿草履虫细胞中ROS的积累,进而引发氧化胁迫。24 h-EC50 ZnO NPs处理后两种纤毛虫细胞内SOD,CAT酶活力的变化、MDA含量的不断积累、线粒体结构的损伤等结果表明纤毛虫经ZnO NPs胁迫后,细胞内的抗氧化体系不足以抵抗ZnO NPs诱导的氧化胁迫。综上所述,本研究认为氧化胁迫是ZnO NPs在水体中发挥毒性作用的方式之一。锌离子对小腔游仆虫和绿草履虫均有明显的致死作用。尤其对绿草履虫来说,锌离子是ZnO NPs溶液导致细胞死亡的主要因素。通过对锌离子处理组与ZnO NPs处理组纤毛虫细胞内平均荧光强度数值的比较,认为ZnO NPs在溶液中解离出的锌离子对小腔游仆虫细胞内ROS的过量产生起主要诱导作用,对绿草履虫细胞内ROS的过量产生起部分诱导作用。ICP-AES测定结果表明,5.6μg/m L与1.67μg/m L(24 h-LC50)的ZnO NPs溶液中相比,两者锌离子浓度相等,而前者的纳米颗粒浓度大于后者。5.6μg/m L ZnO NPs处理组的小腔游仆虫,其纤毛没有明显损伤。但与24 h-LC50处理组相比,细胞质流失程度更加严重,细胞内部可见极少细胞器。根据上述实验结果,认为ZnO NPs颗粒的毒性与自噬有关。综上所述,两种纤毛虫尤其是绿草履虫对ZnO NPs的耐受度很低。本研究认为水环境中ZnO NPs的致毒机制分为两部分:一是ZnO NPs颗粒经光照在水中自发产生ROS,进而使纤毛虫的表面超微结构受到损害。ZnO NPs颗粒进入细胞后破坏线粒体、咽肋片、细胞核等细胞结构,并引发细胞剧烈的自我消耗,因此ZnO NPs颗粒的毒性还与自噬有关;二是ZnO NPs颗粒在水环境中解离出的锌离子能够诱导细胞内ROS的产生,使细胞遭受氧化胁迫。本研究结果表明,锌离子是ZnO NPs在水环境中引起受试生物遭受氧化胁迫的重要诱因。结合锌离子对两种纤毛虫的急性毒性效应测定结果,提示ZnO NPs经表面改性,溶解度被抑制后,在水体中的安全性将得到明显的提高。在研究其它纳米材料的毒性时,也应考虑到p H值、离子种类和浓度等环境因素对纳米材料解离度的影响。本研究结果为进一步深入探究纳米氧化锌的致毒机制提供了方向和思路,并为如何提高ZnO NPs在水体中的安全性提供理论依据。