納米納米納米復(fù)合材料的環(huán)境行為及生態(tài)毒性

納米納米納米復(fù)合材料的環(huán)境行為及生態(tài)毒性

納米技術(shù)是近年來(lái)迅速發(fā)展的先進(jìn)科技領(lǐng)域。它對(duì)材料、生命、信息、環(huán)境、能源、國(guó)家安全等應(yīng)用具有廣闊的前景。由于其尺寸小、結(jié)構(gòu)特殊，納米（）具有許多新的物理和化學(xué)特征，如小尺寸效應(yīng)、大比表面效應(yīng)、高反應(yīng)活性和顆粒效應(yīng)。強(qiáng)、硬、電導(dǎo)率、擴(kuò)散率、磁化率、光學(xué)、微波吸收率等。納米科學(xué)是世界上的三個(gè)主要科學(xué)（生命科學(xué)、信息科學(xué)和納米科學(xué)）之一。然而,在廣泛應(yīng)用的同時(shí),納米材料不可避免地被釋放到環(huán)境中,其潛在的負(fù)面影響不容忽視.國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物Nature和Science多次發(fā)表文章,討論納米技術(shù)與納米材料對(duì)人體健康、生存環(huán)境等方面潛在的負(fù)面影響(Service,2003;Brumfiel,2003;Colvin,2003;Zhaoetal.,2006).納米材料的安全性問(wèn)題,日益受到世界各國(guó)政府的關(guān)注,相繼投入大量資金開展納米材料對(duì)健康和環(huán)境安全性評(píng)價(jià)的研究.目前相關(guān)的工作主要是通過(guò)鼠科動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)研究納米材料的毒性(Fioritoetal.,2006;Cuietal.,2005;Jiaetal.,2005;Zhangetal.,2003;Chenetal.,2006),但納米材料究竟如何進(jìn)入環(huán)境及其在環(huán)境中的行為,卻鮮有報(bào)道.納米材料在環(huán)境(包括大氣、水體和土壤)中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨等復(fù)雜行為,以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)潛在的毒性效應(yīng),是全面評(píng)價(jià)納米材料安全性的重要組成部分.本文針對(duì)納米材料復(fù)雜的環(huán)境行為,分別從水體、大氣和土壤3個(gè)方面進(jìn)行了論述,并簡(jiǎn)述了納米材料對(duì)環(huán)境中典型生物物種產(chǎn)生的毒性效應(yīng).1本研究中對(duì)納米環(huán)境的影響1.1納米材料的形成及其對(duì)環(huán)境的影響隨著納米科技的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,納米產(chǎn)品和副產(chǎn)品常常被不經(jīng)任何處理地排入到水體(如排水溝、河流、湖泊、河口和沿海水體)中(Daughton,2004;Howard,2004),這些外源性物質(zhì)的進(jìn)入,有可能破壞水生生態(tài)系統(tǒng)原有的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu),對(duì)正常生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的負(fù)面影響.根據(jù)成分的不同,納米材料可分為兩種類型:1.親脂性納米材料,如富勒烯(nC60)和碳納米管(WCNTS);2.親水性納米材料,如大多數(shù)無(wú)機(jī)和有機(jī)納米材料(Oppenheim,1981;Briggeretal.,2002;Sayesetal.,2004).性質(zhì)的差異使得不同納米材料在水環(huán)境中具有不同的環(huán)境行為.因此,為了全面了解納米材料在水體中的環(huán)境行為,需要從多個(gè)角度來(lái)加以分析:1.納米材料的水動(dòng)力學(xué)行為,其行為是否和那些較大的顆粒相似;2.納米材料如何與較大的沉積顆粒和膠體材料發(fā)生相互作用;3.納米材料是否會(huì)結(jié)合水體中存在的親脂性污染物和金屬污染物;4.納米材料進(jìn)入水體生物群落的途徑;5.與化學(xué)污染物結(jié)合的納米材料是否會(huì)增強(qiáng)其毒性;6.粒徑大小和表面特性是否是決定水體中納米材料毒性的重要因素;7.納米材料暴露是否表明水生生物健康和水生生態(tài)系統(tǒng)完整性受到影響;8.納米材料的模型通量和預(yù)測(cè),是否有助于理解他們的實(shí)際環(huán)境行為,等等.一些研究者在實(shí)驗(yàn)室控制的條件下對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了初步的探討.Brant等(2005)研究了富勒烯在水中的聚集和沉降性質(zhì),發(fā)現(xiàn)相對(duì)弱的電解質(zhì)溶液(0.001M)能夠打破富勒烯溶液的平衡,使之形成可沉降的聚集體,且隨離子強(qiáng)度增大,富勒烯在多孔介質(zhì)中的沉積更嚴(yán)重.Fortner等(2005)研究發(fā)現(xiàn)C60在水中會(huì)形成納米尺度(d=25～500nm)的穩(wěn)定聚集體(nC60),nC60溶液可在較低的離子強(qiáng)度下(=<0.05I)穩(wěn)定存在數(shù)月.此外,有報(bào)道稱水溶性富勒烯和包覆的單壁碳納米管(SWCNTs)在鹽溶液(Chengetal.,2004;Warheitetal.,2004)、細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)(Sayesetal.,2005;Luetal.,2004)、重建硬水和Milli-Q水(Dieckmannetal.,2003;Oberd觟rster,2004)中是穩(wěn)定的.這些較為矛盾的結(jié)果,預(yù)示了納米材料在水體中行為的復(fù)雜性.在天然水體系中,納米材料的行為可能會(huì)受到更多因素的影響.比如,在海水和河口環(huán)境中,海洋微表層對(duì)納米材料環(huán)境行為的影響就不容忽視.在這個(gè)區(qū)域,納米材料可在海洋沉積物、水體和空氣間發(fā)生遷移和交換.海洋微表層和其所含有的酯類、碳?xì)浠衔锖偷鞍踪|(zhì)組分,可作為一種介質(zhì),包被那些親脂性的納米材料,如富勒烯或碳納米纖維,無(wú)疑這種行為會(huì)影響納米材料的行為以及他們?cè)谏媳韺由鷳B(tài)系統(tǒng)中的生物可利用性(WurlandObbard,2004).并且,水體和海岸帶的水動(dòng)力學(xué)和形態(tài)學(xué)特征也會(huì)在很大程度上決定納米材料的分布(Smedes,1994).對(duì)于人工納米材料的環(huán)境行為,似乎可以利用自然界中已知的納米或微米尺度顆粒(如沉積物顆粒、膠體、病毒和細(xì)菌等)的行為來(lái)加以預(yù)測(cè),但實(shí)際上這方面的研究目前相對(duì)較少,在類推時(shí)存在很大的局限性.1.2聚苯乙烯納米顆粒進(jìn)入水體的納米材料在水生生物體內(nèi)的分布,始終是毒理學(xué)家關(guān)心的一個(gè)重要問(wèn)題,這方面的研究對(duì)于正確理解納米材料的生態(tài)毒性效應(yīng)具有重要意義.Kashiwada(2006)發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯納米顆粒(39.4nm)能夠進(jìn)入青鳉魚胚胎的卵黃和膽囊中,對(duì)于成年青鳉魚而言,聚苯乙烯納米顆粒主要蓄積在鰓和腸中,少量存在于在腦、性腺、肝和血中.張學(xué)治等(2006)發(fā)現(xiàn)納米二氧化鈦(DegussaP25)在鯉魚體內(nèi)有較高的富集速率和富集程度,富集程度大小依次為內(nèi)臟>鰓>皮和鱗>肌肉.碳納米材料(包括碳納米管和C60)可大量富集在大型溞腸道內(nèi),導(dǎo)致腸道組織發(fā)生病變,甚至死亡(朱小山等,2008b;Robertsetal.,2007).納米材料在水生生物體內(nèi)的分布,在很大程度上依賴于納米材料自身的物化性質(zhì)以及水生生物的生理結(jié)構(gòu)和功能.如碳納米材料具有較大的表面積和親電性,可在大型溞腸道內(nèi)形成高致密度的聚合物而難以排出體外(襲著革和林治卿,2006).納米材料可通過(guò)鰓、嗅球或體表進(jìn)入水生生物體內(nèi),但其在體內(nèi)的分布則因水生生物不同的生理結(jié)構(gòu)而有較大差異(Moore,2006).1.3納米對(duì)水生生物的毒性影響1.3.1其他海調(diào)因子的毒性作用碳納米材料的水生態(tài)毒性效應(yīng)中,目前研究最多的是富勒烯和碳納米管.Oberd觟rster(2004)研究了膠體狀富勒烯對(duì)淡水魚類大口黑鱸(LargemouthBass)的毒性,發(fā)現(xiàn)0.5ppmnC60暴露可導(dǎo)致黑鱸腦、肝和鰓組織產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化損傷,鰓中總谷胱甘肽含量顯著下降.Zhu等(2006)比較了四氫呋喃處理過(guò)的nC60(THF-nC60)和水?dāng)嚢杼幚淼膎C60(water-stirred-nC60)對(duì)大型溞(Daphiniamagna)和黑頭呆魚的急性毒性差異,發(fā)現(xiàn)THF-nC60對(duì)大型溞的48hLC50(0.8ppm)低于water-stirred-nC60的48hLC50(>35ppm),THF-nC60在6～18h內(nèi)可引起全部受試黑頭呆魚死亡,而water-stirred-nC60暴露組48h后仍未發(fā)現(xiàn)死亡,但water-stirred-nC60可引起黑頭呆魚腦和鰓組織脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物(LPO)升高,肝CYP2家族同工酶(CYP2K1、CYP2M1)表達(dá)明顯增強(qiáng).此外,Oberd觟rster等(2006)利用多種典型水生態(tài)模式生物比較研究了C60的毒性,發(fā)現(xiàn)只經(jīng)攪拌處理的nC60在淡水和海水中的最高濃度為35和22.5mg·kg-1,難以制備到足夠高的濃度而得到LC50,21d暴露實(shí)驗(yàn)表明2.5和5mg·kg-1nC60能夠延遲大型溞蛻皮時(shí)間和減少子代數(shù)量,nC60暴露不影響細(xì)胞色素P450酶mRNA和蛋白表達(dá)水平,但可明顯降低黑頭呆魚過(guò)氧化物酶體脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白PMP70表達(dá)水平.Henry等(2007)發(fā)現(xiàn)THF-nC60能夠降低斑馬魚幼魚成活率,引起控制氧化損傷的基因表達(dá)上調(diào),而water-stirred-nC6對(duì)斑馬魚幼魚成活率沒(méi)有影響.因此認(rèn)為THF-nC60的毒性效應(yīng)可能是由THF的氧化產(chǎn)物γ-丁內(nèi)酯引起.朱小山等(2008a)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期低劑量C60暴露(0.04～1.0mg·L-1,30d)能導(dǎo)致鯽魚腦、肝、鰓組織中還原型谷胱甘肽(GSH)含量顯著降低,并能顯著激活肝組織中過(guò)氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及鰓組織中Na+-K+-ATP酶活性.對(duì)于碳納米管而言,Roberts等(2007)研究發(fā)現(xiàn)溶血性磷脂酰膽堿(Lysophophatidylcholine,LPC)包覆的水溶性單壁碳納米管(LPC-SWNTs)可被大型溞通過(guò)正常的攝食行為所攝食,低濃度LPC-SWNTs不引起大型溞死亡,而10和20mg·L-1LPC-SWNTs可導(dǎo)致20%和100%大型溞死亡.Templeton等(2006)發(fā)現(xiàn)經(jīng)電泳純化的單壁碳納米管對(duì)橈足類動(dòng)物(Amphiascustenuiremis)的死亡率、發(fā)育和繁殖沒(méi)有顯著影響,但高濃度(10mg·L-1)未經(jīng)純化的單壁碳納米管混合物則可顯著增加死亡率,降低受精率和蛻皮成功率;純化過(guò)程的副產(chǎn)品———可發(fā)熒光的納米碳成分在高濃度(10mg·L-1)時(shí)也能夠顯著增大死亡率和降低蛻皮成功率.諸穎等(2006)發(fā)現(xiàn)高濃度碳納米管能抑制貽貝棘尾蟲細(xì)胞生長(zhǎng),并認(rèn)為這是由于碳納米管損傷了貽貝棘尾蟲大核和膜的正常生理功能所致.朱小山等(2008b)發(fā)現(xiàn)單壁碳納米管、多壁碳納米管(MWCNTs)和C60水懸浮液對(duì)斜生柵藻生長(zhǎng)的96h半數(shù)效應(yīng)濃度(EC50)值分別為22.6、15.5、13.1mg·L-1,對(duì)大型溞活動(dòng)抑制的48hEC50值分別為1.3、8.7、9.3mg·L-1,3種碳納米材料的毒性大小與氯苯相似.上述研究表明,碳納米材料會(huì)對(duì)多種水生生物產(chǎn)生不利影響,其毒性效應(yīng)可能是由于產(chǎn)生氧化脅迫或自由基,造成脂質(zhì)過(guò)氧化損傷并引起細(xì)胞膜破損,細(xì)胞正常功能喪失,進(jìn)而引起細(xì)胞的死亡或凋亡(Oberd觟rster,2004;Xiaetal.,2006;朱小山等,2008a).碳納米材料的毒性效應(yīng),除與其結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外,還在一定程度上依賴于其懸浮液的制備方法(Zhuetal.,2006;Oberd觟rsteretal.,2006).另外,受試物種自身的生理結(jié)構(gòu)和功能方面的差異,也造成他們對(duì)碳納米材料毒性的敏感性不同.1.3.2金屬納米材料對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響金屬納米材料在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用非常廣泛,其可能的生態(tài)毒性效應(yīng)也引起了科學(xué)家的重視.Lovern和Klaper(2006)發(fā)現(xiàn)經(jīng)THF過(guò)濾處理的納米TiO2(10～20nm)可導(dǎo)致大型溞死亡,并呈劑量效應(yīng)關(guān)系,超聲處理的納米TiO2(10～20nm)對(duì)大型溞的影響明顯比經(jīng)THF過(guò)濾處理的小,未對(duì)大型溞產(chǎn)生明顯毒性作用.Adams等(2006)發(fā)現(xiàn)納米TiO2、SiO2和ZnO能夠抑制細(xì)菌(革蘭氏陰性細(xì)菌Escherichiacoli、革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌Bacillussubtilis)和真核生物大型溞的生長(zhǎng),抗菌活性隨納米材料濃度增大而增大,抗菌活性依次是ZnO>TiO2>SiO2,并在光照和黑暗條件下均表現(xiàn)出顯著的抗菌活性.Hund-Rinke和Simon(2006)發(fā)現(xiàn)納米TiO2(25nm)對(duì)海藻(Desmodesmussubspicatus)的EC50值為44mg·L-1,并存在明顯的濃度依賴效應(yīng),并且,納米TiO2在紫外線照射前后會(huì)產(chǎn)生不同的毒性效應(yīng).Franklin等(2007)發(fā)現(xiàn)納米ZnO對(duì)淡水微藻(P.Subcapitata)生長(zhǎng)率的72h半數(shù)抑制濃度(IC50)為68μg·L-1,與大顆粒ZnO和ZnCl2獲得的IC50沒(méi)有顯著差異.Griffitt等(2007)發(fā)現(xiàn)納米銅(80nm)對(duì)斑馬魚會(huì)產(chǎn)生急性毒性,48h半數(shù)致死濃度(LC50)為1.5mg·L-1,鰓是納米銅作用的主要靶器官.以上這些研究表明水體中的金屬納米材料會(huì)對(duì)水生生物產(chǎn)生不利影響.綜上所述,當(dāng)納米材料被排放到水體中后,會(huì)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的毒性效應(yīng),毒性大小依賴于水體和納米材料自身的理化特征,即納米材料的粒徑、表面特性、制備途徑和處理過(guò)程以及納米材料和水生態(tài)系統(tǒng)各組成成分間的相互作用等多種因素.2本研究中對(duì)納米環(huán)境的影響與中毒的研究2.1納米粒子的空氣動(dòng)力學(xué)行為大氣中的納米尺度物質(zhì),通常稱為超細(xì)顆粒物(空氣動(dòng)力學(xué)直徑<100nm),主要來(lái)源于工業(yè)排放的廢氣和交通污染.Wichmann等(2002)對(duì)德國(guó)城市Erfurt大氣中的顆粒物進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)10年(從1991年到2000年)的連續(xù)監(jiān)測(cè),并對(duì)其粒徑分布進(jìn)行了仔細(xì)研究,發(fā)現(xiàn)城市大氣中微米級(jí)顆粒物濃度逐年下降,而超細(xì)顆粒物濃度逐年上升(圖1).到目前為止,對(duì)于納米材料特別是人工的納米材料在大氣中的環(huán)境行為仍缺乏認(rèn)識(shí).納米材料體積小、質(zhì)量輕,能夠長(zhǎng)時(shí)間停留在大氣中;被釋放到大氣中后,很快會(huì)被周圍大氣稀釋而迅速擴(kuò)散;除了濃度梯度,納米材料的傳輸會(huì)受到空氣運(yùn)動(dòng)(包括速度和方向)的影響,從而改變其稀釋速率(BiswasandWu,2005;Utsunomiyaetal.,2004).研究表明,納米材料的空氣動(dòng)力學(xué)行為遵循基本的擴(kuò)散法則,粒徑為5nm的納米材料每納秒內(nèi)可發(fā)生820萬(wàn)次碰撞,每次碰撞都可能發(fā)生凝結(jié)和團(tuán)聚,導(dǎo)致粒徑變大,比如碳納米管會(huì)團(tuán)聚形成直徑為20～50nm的納米束或納米線(Preining,1998).大氣中的顆粒是否發(fā)生沉降,主要依賴于其粒徑大小.對(duì)于較大顆粒而言,主要機(jī)制是慣性碰撞效應(yīng);而對(duì)于納米尺度物質(zhì)而言,主要受分子和湍流擴(kuò)散、靜電力和溫度梯度熱動(dòng)力等因素的影響.在大氣中,顆粒會(huì)通過(guò)濃縮和結(jié)晶過(guò)程長(zhǎng)大,并隨薄霧和雨水而沉降到地面.因此,納米尺度物質(zhì)可能會(huì)沉降到生物、土壤和自然水體中.需要注意的是,由于納米材料(特別是人工納米材料)具有特殊的理化特性,它與人們所熟悉的總懸浮顆粒物(TSP)、細(xì)顆粒物(PM)和超細(xì)顆粒物(UFPs)等在粒徑、組成和媒介中的分布情況有著很大的不同,因此不能將上述顆粒的研究結(jié)果簡(jiǎn)單地外推到納米材料上.2.2petinenetal.目前,對(duì)于大氣環(huán)境中存在的天然納米尺度物質(zhì),人們關(guān)注較多的是吸入這些納米尺度物質(zhì)(超細(xì)顆粒物)對(duì)人體健康的影響.流行病學(xué)研究表明,空氣中的超細(xì)顆粒物與人群呼吸系統(tǒng)疾病、心血管病和死亡率存在顯著的相關(guān)性.粒徑在7～10nm范圍內(nèi)的超細(xì)顆粒物在人體呼吸系統(tǒng)內(nèi)有很高的沉積率,粒徑越小越難以被巨噬細(xì)胞清除,通過(guò)呼吸進(jìn)入體內(nèi)的超細(xì)顆粒物容易向肺組織以外的器官轉(zhuǎn)移,且可以穿過(guò)血腦屏障進(jìn)入大腦中(Petersetal.,2001;Penttinenetal.,2001;Popeetal.,1999).超細(xì)顆粒物與大氣中有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物質(zhì)的相互作用,也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題.超細(xì)顆粒物具有較大的比表面積,極易吸附大氣中的有毒污染物(如多環(huán)芳烴等),被超細(xì)顆粒吸附的有毒污染物可進(jìn)一步對(duì)生物體產(chǎn)生毒性效應(yīng)(Xiaetal.,2004).盡管對(duì)納米材料在大氣中的行為尚不完全了解,但許多研究者在實(shí)驗(yàn)室可控條件下已對(duì)其毒性效應(yīng)進(jìn)行了研究.Oberd觟rster等(1994)發(fā)現(xiàn)肺泡巨噬細(xì)胞每天對(duì)20nm和250nm納米TiO2的清除率分別為0.13%和0.6%,表明納米材料尺度越小越難以被巨噬細(xì)胞清除.Bermudez等(2004)發(fā)現(xiàn)納米TiO2(21nm)粉塵可在大鼠肺部沉積,導(dǎo)致肺巨噬細(xì)胞和嗜中粒細(xì)胞數(shù)量上升,肺部纖維化.Elder等(2006)和Wang等(2007)研究表明,納米材料能夠經(jīng)嗅覺(jué)神經(jīng)突觸進(jìn)入嗅球并遷移至大腦,引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)巨噬細(xì)胞炎性蛋白、膠質(zhì)纖維酸性蛋白和神經(jīng)細(xì)胞黏附分子mRNA水平升高,造成腦組織病理學(xué)損傷,產(chǎn)生神經(jīng)毒性.Chen等(2008)發(fā)現(xiàn)吸入納米SiO2可引起老年大鼠肺部炎癥反應(yīng),心肌缺血性損傷,房室傳導(dǎo)阻滯,纖維蛋白原濃度和血粘度升高等病理癥狀,但對(duì)幼年和成年大鼠沒(méi)有影響.上述研究表明,納米材料進(jìn)入大氣環(huán)境后,可通過(guò)呼吸作用進(jìn)入生物體,進(jìn)而對(duì)生物體產(chǎn)生一定的毒性效應(yīng).3通過(guò)研究納米環(huán)境行為和土壤毒性3.1同環(huán)境質(zhì)量與遷移能力的研究納米材料可通過(guò)多種途徑進(jìn)入土壤中,如土壤和水體的修復(fù),納米肥料的使用等.目前,對(duì)納米材料在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨等環(huán)境行為了解很少.Lecoanet等(2004)研究了8種納米材料在多孔介質(zhì)中的遷移行為,這些多孔介質(zhì)代表了地下蓄水層和水處理廠的過(guò)濾器等,結(jié)果表明這8種納米材料在多孔介質(zhì)中具有不同的傳輸行為:富勒烯簇(nC60)遷移能力很弱,而羥基化富勒烯(C60(OH)n)遷移率大大提高,納米SiO2遷移能力較強(qiáng).與之類似,Cheng等(2005)將nC60懸浮液通過(guò)土壤柱,觀察了不同流速下nC60的流穿情況,結(jié)果表明在較高流速時(shí),nC60較容易隨水流移動(dòng),而當(dāng)流速較小時(shí),nC60則可能會(huì)滯留在局部.此外,Lecoanet和Wiesner(2004)研究了水流流速對(duì)納米材料在多孔介質(zhì)中遷移和沉積的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管存在表面化學(xué)和尺度上的差異,但在較大流速時(shí),羥基化富勒烯、富勒烯簇和單壁碳納米管3種碳納米物質(zhì)均表現(xiàn)出相似的穿透行為,而金屬氧化物納米顆粒(SiO2和TiO2)則沒(méi)有表現(xiàn)出相似的穿透行為.這些結(jié)果為研究納米材料在土壤中的遷移行為和生物可利用性提供了有價(jià)值的參考.對(duì)于納米材料在土壤中行為的認(rèn)識(shí),還可借鑒那些利用納米材料治理土壤和地下水污染的相關(guān)研究(Schricketal.,2004;Caietal.,2003;湯鴻霄,2003).然而由于納米材料在土壤中的存在形態(tài)在很大程度上依賴于土壤的理化性質(zhì),因此目前還沒(méi)有合適的方法來(lái)檢測(cè)土壤中納米材料的環(huán)境行為.3.2納米納米材料與土壤微生物由于具有較大的比表面積,納米材料易于被吸附在沉積物和土壤顆粒上并被固定(Lecoanetetal.,2004).這些固定的納米材料可通過(guò)吞食、接觸等發(fā)生生物轉(zhuǎn)運(yùn),進(jìn)而通過(guò)食物鏈在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中蓄積(Oberd觟rsteretal.,2005).有報(bào)道表明,C60可蓄積在蚯蚓體內(nèi)(Brumfiel,2003).Tong等(2007)通過(guò)測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、土壤呼吸作用、碳的礦化作用、氮循環(huán)和一些酶學(xué)(脫氫酶和脲酶)指標(biāo),研究了納米材料對(duì)土壤微生物的影響,發(fā)現(xiàn)富勒烯對(duì)土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能以及土壤微生物過(guò)程具有微弱影響.納米材料對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題,但從總體來(lái)看,與水體和大氣生態(tài)系統(tǒng)相比,納米材料對(duì)土壤生態(tài)系