纳米硫酸铅对小球藻的毒性

生态学杂志

纳米硫酸铅对小球藻的毒性

孙红羽^1,2,张思玉²,赵冰²,杨晨^1,2,赵青²,张雪娇²,李海波^1*

(¹东北大学资源与土木工程学院，环境工程实验室，沈阳 110819；² 中国科学院污染生态与环境工程重点实验室，中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110016)

出版日期:2019-09-10 发布日期:2019-09-10

Toxicity of lead sulfate nanoparticles to Chlorella vulgaris.

SUN Hong-yu^1,2, ZHANG Si-yu², ZHAO Bing², YANG Chen^1,2, ZHAO Qing², ZHANG Xue-jiao², LI Hai-bo^1*

(¹Laboratory of Environmental Engineering, College of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, China; ²Key Laboratory of Pollution Ecology and Environmental Engineering, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China).

Online:2019-09-10 Published:2019-09-10

摘要/Abstract

摘要： 纳米铅颗粒是大气细颗粒物的重要组分之一，目前对其植物毒性机制所知甚少。本研究以纳米硫酸铅(nano-PbSO₄)为例，以普通小球藻作为受试生物，通过比较nano-PbSO₄和铅离子(Pb²⁺)对小球藻形貌及生长率的影响，阐明二者毒性效应差异；通过测定nano-PbSO₄在培养基中的Pb²⁺溶出率，探讨其毒性效应机制。结果表明：nano-PbSO₄附着于小球藻表面，使其表面明显凹陷；nano-PbSO₄对普通小球藻生长的抑制率随浓度增大而升高，符合两参数非线性函数Logit模型。相同浓度nano-PbSO₄对小球藻生长的抑制明显低于Pb²⁺，半数效应浓度为后者的4.2倍。Nano-PbSO₄ (0.01～1 mmol·L^-1)在培养基中的Pb²⁺溶出率仅为0.31%～0.81%，说明nano-PbSO₄对小球藻毒性效应主要由纳米颗粒的毒性效应导致，溶出的Pb²⁺对毒性的贡献较小。本研究可为纳米Pb污染物的生态风险评价提供参考。

关键词: 树干液流速率, 环境因子, 土壤水分, 辽东栎, 山杨

Abstract: Lead nanoparticles are major pollutants adsorbed to atmospheric fine particles. The phytotoxicity of lead nanoparticles is largely unknown. Here, the toxicity of lead nanoparticles to Chlorella vulgaris was investigated by taking lead sulfate nanoparticles (nano-PbSO₄) as a model. The morphology and growth inhibition of C. vulgaris exposed to nano-PbSO₄ or lead ion (Pb²⁺) were examined to elucidate the toxic effects. The concentration of Pb²⁺ in the culture medium containing nano-PbSO₄ was analyzed to probe the toxicity mechanism. The results showed that C. vulgaris cells were sunken and shrunken after being exposed to nano-PbSO₄, with visible nanoparticle aggregation on the surface. The inhibition on the growth of C. vulgaris increased with the increases of nano-PbSO₄ concentration and followed the nonlinear Logit model. The inhibition of nano-PbSO₄ to the growth of C. vulgaris was significantly lower than that of corresponding concentration of Pb²⁺, with the median effective concentration being 4.2 times of that of Pb²⁺. Only 0.31%-0.81% of the nano-PbSO₄ (0.01-1 mmol·L^-1) was dissolved into Pb²⁺ in the culture medium, indicating that the toxicity of nano-PbSO₄ was mainly attributed to the nano-effects with minor contribution of dissolved Pb²⁺. Our results provide reference for ecological risk assessment of lead nanoparticles.

Key words: sap flow velocity, environmental factors, soil moisture, Quercus liaotungensis, Populus davidiana.

孙红羽,张思玉,赵冰,杨晨,赵青,张雪娇,李海波. 纳米硫酸铅对小球藻的毒性[J]. 生态学杂志.

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