纳米TiO2与典型有机污染物的复合暴露对斑马鱼的毒性效应

Nanoparticles (NPs) and organic toxicants are present in the aquatic environment, we hypothesize that NPs may modify toxicant bioavailability and consequently the toxicant’s environmental fate and toxicity. In this project, we will investigate the influence of environmental relevant concentrations of titanium dioxide NPs (n-TiO2) on their environmental behavior and fate of several selected typical organic pollutants (e.g., Bisphenol A, BDE209, and Organophosphorus flame retardants, OPFRs). The potential adsorption between n-TiO2 and organic toxicants, bioconcentration/bioavailability, and metabolism of organic toxicants in zebrafish will be performed. We will determine the relationship between bioconcentrations and/or metabolism of toxicants and induced toxicity in fish. The present study will understand the influences of n-TiO2 on the bioavailability and toxicity of selected organic compounds in the aquatic environment and thus are useful in assessment and prediction of potential ecotoxicological impact on organisms. Our study would likely contribute to the area of research on the environmental risk assessment for other widespread engineered NPs and trace organic toxicants.

水环境中的纳米颗粒可影响有机污染物的行为以及对生物的毒性效应。本项目将研究低剂量纳米TiO2（n-TiO2）与双酚A、十溴联苯醚和有机磷阻燃剂的复合暴露，解析n-TiO2如何影响有机污染物的环境化学行为, 以及有机污染物在斑马鱼体内的吸收、积累和代谢规律。我们将深入探讨污染物在斑马鱼体内的积累、代谢等与毒理学效应之间的关系，以期能深入了解环境低剂量n-TiO2与典型有机污染物复合暴露引起的环境健康风险，从而更客观真实评价和预测环境暴露纳米颗粒和污染物对生态环境的潜在影响和对生物的健康效应。结果可为研究其他纳米物质和有机污染物的环境风险提供新的思路，并期望推进纳米与污染物复合暴露污染生态学的发展。

水环境中的纳米颗粒与其他污染物共存，由此可影响污染物的环境行为以及对生物的可利用性和毒性。在本项目中，我们采用单粒子电感耦合质谱结合电子显微镜能谱技术，建立了水体中纳米钛颗粒的分析方法，并测定了我国太湖水体中钛纳米颗粒的赋存状态；结果显示，太湖水体中的钛纳米颗粒的最高含量为10.2 µg/L，总钛最高含量53.2 μg/L，且主要与天然有机质（DOM）结合。研究了低剂量纳米TiO2 （n-TiO2）与双酚A （BPA）、多溴联苯醚（PBDEs）和重金属（Pb）的复合暴露对斑马鱼的生物积累、传递给子代，以及对斑马鱼的繁殖、甲状腺内分泌干扰和神经发育毒性效应。研究结果显示，低剂量纳米二氧化钛（100 µg/L）对斑马鱼并没有毒性效应，但是可以作为污染物的载体，增加斑马鱼对其他污染物的生物可利用性，并由此引起增强的毒性效应；同时，当存在其他污染物时，也增加了纳米二氧化钛的生物可利用性，因此当两者复合暴露时，表现为“木马”效应。水体中纳米钛含量的数据对于开展水环境中纳米二氧化钛对水生生物的生态环境评价提供重要参考，而纳米二氧化钛与其他污染物复合暴露的毒性效应的结果，可为更加客观真实评价和预测环境暴露纳米颗粒和污染物对生态环境的潜在影响和对生物的健康效应提供理论支持。