● 摘要
纳米TiO2由于其优良的物理化学性质，而被广泛应用于光催化、涂料、化妆品、环保等各个领域。结构决定性质，性质决定其用途，为了更好的利用纳米TiO2，目前已经开发合成出很多具有不同性质的纳米TiO2产品，加大了纳米TiO2的商业应用前景。但在这些具有不同性质的纳米TiO2的制备和使用过程中，它们不可避免地会进入到水环境中，对水环境中的生物造成一定的暴露，同时也会影响水中原有的污染物如重金属的生物毒性效应。
因此，本文选择了几种市售的和实验室合成的具有不同性质的纳米TiO2，比较了不同粒径、亲疏水性的纳米TiO2在生物体内的积累排出行为，以及暴露{001}晶面不同含量的纳米TiO2在水生生物的积累和对重金属铜的生物毒性的影响，得到的主要结论如下：
（1）水生生物大型水蚤摄取具有疏水性质的两种纳米TiO2（S1和S2）的吸收速率常数（ku）要明显大于其他四种纳米TiO2，而被摄取的纳米TiO2主要残留在其肠道内，很难被完全清除体外，高的吸收速率和低的排出速率（ke）导致了纳米TiO2在大型水蚤体内的生物浓缩因子（BCF）很高。BCF和ku均随着纳米TiO2的水力学直径的增大而增大，说明BCF主要取决于吸收过程，大型水蚤更倾向于摄取水中较大的颗粒团聚体；不管纳米TiO2的zeta电位，大型水蚤更倾向于摄取具有疏水性质的纳米TiO2，BCF随着zeta电位绝对值的增大而增大，这与纳米TiO2表面电荷与生物细胞的相互作用有关。
（2）暴露{001}晶面不同含量的纳米TiO2的基本性质随着含量的不同也随之变化，含10%的为纳米颗粒状，高{001}晶面含量的为纳米片。纳米TiO2在大型水蚤体内的积累也随着其{001}晶面含量的增多而增多，由于纳米TiO2暴露{001}晶面的含量不同，导致其对Cu2+的吸附容量也不同，使得TiO2纳米颗粒增加了Cu的积累，而其他TiO2纳米片减少了Cu的生物积累，另外，铜的加入也降低了TiO2的生物积累。纳米TiO2和Cu会对大型水蚤产生较强的氧化应激，抑制了超氧化物歧化酶（SOD）的活性，而膜损伤不是最主要的毒性，结果表明纳米TiO2和Cu共存时毒性要大于Cu单独存在条件下，由于Cu和Ti对生物的生理功能不一样，SOD酶活力随着Cu积累的增大而降低，SOD随着Ti积累增大而增强。