TiO 2对生态系统的毒性影响

2022年12月14日

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指南

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本文探讨了二氧化钛纳米粒子（TiO₂ NPs）在个人护理品、食品及家居产品中的广泛应用所引发的环境风险。其经人体排泄、清洗或污水处理进入水体与生物固体，最终随污泥农用进入土壤。数据显示，原污水含TiO₂达100–3000 μg/L，处理后出水中仍残留4–30 nm颗粒，浓度为<5–15 μg/L。该类纳米材料对水生生态系统构成威胁，尤其抑制浮游植物生长——通过诱导脂质过氧化破坏细胞膜，并显著提升胞内活性氧（ROS）水平。其中锐钛矿相TiO₂ NPs毒性更强，与藻类胞外聚合物（EPS）相互作用更剧烈，对四尾栅藻、莫氏衣藻和小球藻等淡水绿藻生长产生明显抑制；锐钛矿与金红石复合体系还呈现拮抗增毒效应，凸显其生态风险需引起重视。

二氧化钛纳米粒子在个人护理产品中的广泛使用，即剃须膏(< 0.01TiOg/mg)、牙膏和防晒霜( > 重量比为1%μ>10%的钛)、食品和家居产品中的广泛使用，导致其通过人类排泄物释放，从表面被清洗，或被处理进入污水处理厂的污水和生物固体中，这些固体将进一步作为肥料应用于土壤。

根据污水处理厂的报告，未经处理的污水中含有100~近3000μg的钛/L，处理后的出水中含有粒径为4 nm和30 nm的二氧化钛颗粒。经过废水处理后，发现废水中含有从不到5微克到15微克的纳米二氧化钛/L。环境中纳米二氧化钛的存在会影响浮游植物和支持渔业和娱乐活动的沿海生态系统。在水生系统中，藻类主要作为生物标志物来研究污染物的生物毒性。二氧化钛纳米颗粒通过增加脂质过氧化导致膜结构变形来抑制藻类。

二氧化钛纳米颗粒在锐钛矿相中表现出更强的细胞毒性，这是由于细胞内活性氧自由基(ROS)的增加。锐钛矿型二氧化钛纳米颗粒与藻类EPS的纳米生物界面相互作用表现出比金红石型二氧化钛纳米颗粒更强的藻毒性。由于淡水微宇宙中纳米二氧化钛的存在，北美主要淡水绿藻，即四尾栅藻、莫氏衣藻和普通小球藻的生长速度受到抑制。锐钛矿型和金红石型复合对淡水小球藻表现出较强的毒性和拮抗作用。

TiO 2纳米颗粒在降低染料和药物毒性中的作用

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