博士论文-稀土氧化物纳米材料的生态毒性效应
文献类型：学位论文
| 作者 | 张鹏 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张智勇 |
| 关键词 | 纳米CeO2 纳米Yb2O3 水生态系统 植物 毒性 |
| 学位专业 | 生物无机化学 |
| 中文摘要 | 在纳米材料和纳米产品的生产、使用和处理过程中，纳米材料不可避免地会通过各种途径进入大气、水体和土壤,其独特的物理化学性质将可能给生态环境带来潜在的影响。因此，在肯定纳米材料带来了巨大技术进步的同时，对其可能导致的负面环境影响和生态效应也需要给予更多的关注. 本论文工作以纳米二氧化铈和纳米氧化镱两种典型稀土氧化物纳米材料为研究对象，采用放射性同位素示踪和基于同步辐射的分析手段以及常规生态毒理学方法，开展了如下工作： 1、稀土氧化物纳米材料在模拟水生态系统中的分布与归趋 合成了放射性标记的纳米141CeO2和169Yb2O3，加入模拟水生态系统，在不同时间点取样测量。发现水生生物能够快速吸收和排出纳米CeO2和纳米Yb2O3，在水体中也会被快速清除，其最终的归趋是沉积于底泥。 2、稀土氧化物纳米材料与植物的相互作用 （1）从根生长、生物量以及根部微结构几方面比较了纳米、微米Yb2O3及YbCl3对黄瓜的毒性，YbCl3的毒性最强，其次是纳米Yb2O3，微米Yb2O3的毒性最小。利用TEM及基于同步辐射的STXM和XANES观察发现Yb2O3在根中转化为YbPO4；纳米Yb2O3由于具有高的反应活性，更容易发生转化，从而导致较高的毒性效应。 （2）纳米CeO2长期以来被认为在生物体环境下非常稳定。我们利用同步辐射XANES和STXM技术在国际上首次证实了纳米CeO2与黄瓜植株作用后转化为CePO4和羧酸铈。结合模拟实验，阐明了纳米CeO2的转化机理。进一步研究表明不同形貌的纳米CeO2生物转化难易程度不同，具有活性晶面的纳米棒更容易发生转化。 （3）首次发现并解释了纳米CeO2植物毒性的种属差异。纳米CeO2与莴苣属植物根相互作用后会发生少量转化，而这类植物对因转化而释放出的Ce3+离子极为敏感，引起根部自由基过量累积，导致氧化损伤、根细胞死亡，从而抑制了根的生长。 纳米材料的生态毒性研究尚处于起步阶段，目前关于纳米材料与植物相互作用的工作还很匮乏且多仅限于相互作用导致的表观现象，缺少相关机制的深入探讨。而由于实验方法的限制，纳米材料在水生态系统、土壤生态系统分布与归趋的研究更少。本论文工作充分发挥了放射性同位素示踪和基于同步辐射分析技术方法学上的优势，研究结果为评价纳米材料对生态环境的影响提供了科学依据。 |
| 学科主题 | 生物无机化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210488]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张鹏. 博士论文-稀土氧化物纳米材料的生态毒性效应[D]. 北京. 中国科学院大学. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。