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二氧化钛纳米粒子声敏剂特点
二氧化钛纳米粒子作为一种典型的无机纳米声敏剂，具有广泛的应用前景。
以下是其主要特点：
1. 无毒环保：二氧化钛纳米粒子本身无毒，且具有良好的生物相容性，因此在药物载体、食品添加剂、环境修复等领域应用广泛。
2. 稳定性高：二氧化钛纳米粒子具有稳定的化学性质和良好的耐候性，不易分解变色，可在不同环境下保持稳定的性能。
3. 声学性能优异：二氧化钛纳米粒子具有较高的声学响应性能，能够有效吸收超声波并转换为热能，促进肿瘤细胞的凋亡。
4. 易于改性：通过物理或化学方法，可以对二氧化钛纳米粒子进行表面改性，提高其在特定环境中的分散性和稳定性，进一步拓展其在生物医学领域的应用。
5. 易于合成：二氧化钛纳米粒子可通过多种方法进行合成，如水热法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法等。
这些方法可以根据实际需求进行选择或优化，实现大规模制备。
6. 良好的光催化性能：二氧化钛纳米粒子在紫外光下具有优异的光催化性能，能够降解有机污染物和抗菌消毒。
这一特点使其在环保、卫生等领域备受关注。
7. 广泛的应用领域：除了在声敏剂领域的应用外，二氧化钛纳米粒子还可应用于光电、传感、太阳能利用等领域。
其多功能性使得它在未来科技发展中具有广阔的应用前景。
综上所述，二氧化钛纳米粒子作为一种无机纳米声敏剂，具有无毒环保、稳定性高、声学性能优异、易于改性、易于合成、良好的光催化性能和广泛的应用领域等特点。
这些优势使得它在生物医学、环保、卫生等领域具有重要的应用价值和发展前景。
水环境中纳米二氧化钛的毒性研究发布时间：2022-07-10T05:14:22.443Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷5期作者：陈淼银邱建贺何广朝蔡红波[导读] 通过模拟含有nano-TiO2 的水环境，通过测定nano-TiO2染毒金鱼脑组织MDA的含量、Cat的活性、SOD的活性，探讨nano-TiO2对金鱼的毒性分析，以期为水环境中nano-TiO2的毒性研究提供一定的理论参考价值。
陈淼银邱建贺何广朝蔡红波佛山市玉凰生态环境科技有限公司广东佛山 528200摘要目的：通过模拟含有nano-TiO2 的水环境，通过测定nano-TiO2染毒金鱼脑组织MDA的含量、Cat的活性、SOD的活性，探讨nano-TiO2对金鱼的毒性分析，以期为水环境中nano-TiO2的毒性研究提供一定的理论参考价值。
方法：选择健康、体长相近金鱼225条，随机分组，然后称其平均体重为9.8g，平均体长为10.6cm。
放入到4个染毒剂量组和1个空白组中培养，每组3个平行，每个平行15条，全天曝气。
4个染毒组nano-TiO2浓度分别是50mg/l、100mg/l、200mg/l和400mg/l。
染毒结束后，用TBA方法测定金鱼大脑MDA的含量、用钼酸铵比色法测定金鱼大脑Cat的活性、用邻苯三酚自氧化方法测定金鱼大脑SOD的活性。
结果：（1）染毒组与空白组对比发现其MDA含量均呈极显著性差异（P＜0.01），不同染毒组的小金鱼脑组织的MDA水平差异也有显著性（?P﹤0.05）；（2）各染毒组Cat含量比对照组显著降低（P＜0.05），染毒浓度从低到高，Cat活性逐渐回升，浓度较低范围内这种回升现象极其明显，浓度较高范围内，Cat活性回升也较明显；（3）所有染毒组脑组织中SOD对邻苯三酚的抑制率与空白组相比，均呈显著性下降（P<0.05）。
相邻染毒组之间，低浓度(50mg/l)和中浓度(100mg/l)之间有显著性差异（p<0.05）。
二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应王江雪;李炜;刘颖;劳芳;陈春英;樊瑜波【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2008(003)002【摘要】伴随着纳米科技的迅猛发展,各式各样的纳米材料被开发和生产出来,逐步进入到周围环境及生命体中,纳米材料的生物安全性和生态毒理学问题已引起了社会各界的普遍关注.纳米二氧化钛(TiO2)因具有良好的光催化特性、耐化学腐蚀性和热稳定性,而被广泛应用于涂料、废水处理、杀菌、化妆品、食品添加剂和生物医用陶瓷材料等与日常生活紧密相关的领域,因此,其将不可避免地进入环境和生态系统中引起相应的生物学效应(毒理学).论文从流行病学调查和实验研究两方面出发,综述了纳米Ti02对生物体(皮肤、肺、肝、肾和脑)、细胞(细胞膜、细胞生长和凋亡)和生态系统的影响,探讨了其毒性产生的可能机制.希望今后进一步加强对纳米TiO2的环境健康和生态毒性研究,以建立纳米TiO2的环境健康安全暴露评价体系,促进纳米技术的健康、安全和可持续发展.【总页数】9页(P105-113)【作者】王江雪;李炜;刘颖;劳芳;陈春英;樊瑜波【作者单位】国家纳米科学中心-中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室,北京100080;北京航空航天大学生物工程系,北京100083;国家纳米科学中心-中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室,北京100080;国家纳米科学中心-中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室,北京100080;国家纳米科学中心-中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室,北京100080;国家纳米科学中心-中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室,北京100080;北京航空航天大学生物工程系,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TB383;X171.5;X18【相关文献】1.纳米材料对淡水水生生物的生态毒理效应研究进展 [J], 蒋安祺;刘慧;王为木;蔡旺炜;赵志成2.人工纳米材料对斑马鱼生态毒理效应研究进展 [J], 张章;唐天乐;唐文浩3.人工纳米材料对贝类生态毒理效应的研究进展 [J], 葛春梅;黄茜枝;林道辉;王有基;吕为群4.纳米材料的环境和生态毒理学研究进展 [J], 章军;杨军;朱心强5.氯丙嗪生态毒理效应与人体健康影响研究与展望 [J], 李婷;周启星因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
纳米TiO 2处理环境污染问题随着科技的快速发展，环境污染问题日益严峻，而半导体TiO 2的多相光催化技术可以降解污染物，这引起了人们的广泛关注。
多相光催化技术是指在反应体系中加入一定量的光敏半导体材料，同时结合一定能量的光照射，使光敏半导体在光的作用下激发产生电子—空穴对，吸附在半导体材料表面上的溶解氧、水分子等与电子—空穴对作用，产生 OH 、O 2等氧化性极强的自由基，与预催化的分子发生一系列的反应。
在多相光催化技术中，光敏半导体材料是关键影响因素。
常用在研究中的半导体材料有TiO 2 、CdS 和SnO 等，但由于TiO 2化学性质稳定，耐酸碱性好，无毒性，来源丰富成本低，催化效率高，对难降解有机物如苯系化合物、氯系有机物等的处理都非常有效，使得TiO 2成为当前最有应用潜力的一种光催化剂。
目前用作光催化剂的TiO 2主要有两种晶体结构：锐钛矿型、金红石型。
纳米光催化技术由于具有极强的化学氧化性，可以与污染物发生彻底反应而且不产生二次污染。
近年来， TiO 2作为耐久的光催化剂在环保、卫生等领域得到了广泛的应用。
下面，我们从三个方面了解TiO 2的光催化性质。
一、纳米TiO 2的光催化反应原理TiO 2是一种宽禁带半导体，其能带结构是不连续的，通常情况下是由一个充满电子的低能级价带和一个空的高能级导带构成，它们之间被禁带隔开。
TiO 2的禁带宽度为3.2eV ，半导体的光吸收阈值λg 与禁带宽度E g 有着密切的关系，其关系式为：λg （nm ）=hc/E g (eV)式中h 为普朗克常数，h=4.13 566 743*10-15eV.s , c 为光速，λg 为光的波长。
上式也可写成λg （nm ）=1240/ E g （eV ）当用波长小于或等于387.5μm 的光照射时，纳米半导体材料TiO 2的活性被激发，电子（e-）就会被从价带（VB ）激发到导带（CB ），留下空穴（h+）在价带，从而形成电子—空穴对，二者之间也存在着复合的可能性，如果缺少适当的电子和空穴的俘获剂，激发态的导带电子和价带空穴又能重新合并，使光能以热能或其它形式散发掉。
《不同营养条件下纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的毒性效应研究》一、引言随着纳米技术的快速发展，纳米材料在各个领域的应用日益广泛。
然而，纳米材料的环境安全性问题也逐渐受到人们的关注。
普通小球藻作为一种常见的水生生物，其生长和繁殖受到多种环境因素的影响。
因此，研究不同营养条件下纳米氧化锌（ZnO）和纳米二氧化钛（TiO2）对普通小球藻的毒性效应，对于评估纳米材料的环境风险具有重要意义。
二、材料与方法1. 材料（1）普通小球藻：选取常见的小球藻品种作为研究对象。
（2）纳米氧化锌和纳米二氧化钛：选择纯度较高的纳米材料，并对其进行表征。
（3）实验用水：采用无菌培养基水。
2. 方法（1）实验设计：设置不同营养条件（如氮、磷等元素含量不同的培养基）和不同浓度的纳米氧化锌和纳米二氧化钛处理组。
（2）细胞培养：将普通小球藻在不同处理组中进行培养，并记录其生长情况。
（3）样品分析：利用光学显微镜、电子显微镜等手段观察小球藻的形态变化；采用生物化学方法测定细胞内相关酶活性等指标。
三、结果与讨论1. 不同营养条件下纳米氧化锌对普通小球藻的毒性效应（1）结果：在低营养条件下，随着纳米氧化锌浓度的增加，普通小球藻的生长受到抑制，细胞形态发生明显变化。
而在高营养条件下，纳米氧化锌对小球藻的毒性效应相对较小。
（2）讨论：低营养条件下，纳米氧化锌可能通过破坏细胞膜结构、影响光合作用等途径对小球藻产生毒性效应。
而在高营养条件下，小球藻具有较强的适应性和抵抗力，能够抵抗一定程度的纳米氧化锌毒性。
这表明不同营养条件下的细胞对纳米材料的反应具有差异。
2. 不同营养条件下纳米二氧化钛对普通小球藻的毒性效应（1）结果：与纳米氧化锌相似，低营养条件下纳米二氧化钛对普通小球藻的生长具有抑制作用，而高营养条件下毒性效应相对较小。
此外，纳米二氧化钛还可能影响小球藻的光合色素含量和光合作用效率。
（2）讨论：纳米二氧化钛的毒性机制可能与氧化应激、细胞膜损伤等有关。
《不同营养条件下纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的毒性效应研究》一、引言随着纳米技术的快速发展，纳米材料在各个领域的应用日益广泛。
然而，纳米材料的环境安全性问题也逐渐受到人们的关注。
其中，纳米氧化锌（ZnO）和纳米二氧化钛（TiO2）因其广泛的应用领域，如化妆品、食品添加剂及环境治理等，其潜在的生态毒性效应成为了研究的热点。
普通小球藻作为一种常见的淡水微藻，常被用作水生生态系统的模式生物，以研究纳米材料对其的毒性效应。
本研究旨在探讨不同营养条件下，纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的毒性效应。
二、材料与方法1. 材料准备实验所用纳米氧化锌和纳米二氧化钛均购自某知名纳米材料生产商，普通小球藻购自某生物试剂公司。
实验所用营养液为改良的BG-11培养基，分为高营养和低营养两种条件。
2. 实验方法将纳米氧化锌和纳米二氧化钛分别添加到高营养和低营养的BG-11培养基中，制备成不同浓度的纳米材料溶液。
然后，将普通小球藻接种到这些溶液中，进行为期7天的培养实验。
每天观察并记录小球藻的生长情况、形态变化等指标。
3. 数据分析实验数据采用SPSS软件进行统计分析，利用单因素方差分析（ANOVA）比较不同处理组间的差异，P<0.05认为差异有统计学意义。
三、结果与讨论1. 生长情况在高营养条件下，纳米氧化锌和纳米二氧化钛对普通小球藻的生长均表现出一定的抑制作用，且随着浓度的增加，抑制作用逐渐增强。
在低营养条件下，这种抑制作用更为明显。
然而，当浓度达到一定值时，高浓度的纳米材料反而可能对小球藻产生一定的刺激作用，导致其生长在一定程度上得到恢复。
这可能与纳米材料的表面效应、小尺寸效应等特性有关。
2. 形态变化在高营养条件下，普通小球藻的形态较为规整，细胞结构清晰可见。
随着纳米材料浓度的增加，细胞形态逐渐发生变化，出现萎缩、变形等现象。
在低营养条件下，这种形态变化更为明显。
这表明纳米氧化锌和纳米二氧化钛可能对普通小球藻的细胞结构造成一定的损伤。
納米二氧化钛光催化技术介绍纳米光催化采用二氧化钛(TiO2)半导体的效应，激活材料表面吸附氧和水分，产生活性氢氧自由基（OH.）和超氧阴离子自由基（O2-），从而转化为一种具有安全化学能的活性物质，起到矿化降解环境污染物和抑菌杀菌的作用。
纳米二氧化钛(TiO2)光催化利用自然光即可催化分解细菌和污染物，具有高催化活性、良好的化学稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点，且能长期有益于生态自然环境，是最具有开发前景的绿色环保催化剂之一。
无毒害的纳米TiO2催化材料，充分发挥抗菌、降解有机污染物、除臭、自净化的功能，这类环保型功能材料实施方便、应用性强，能实用到生活空间的多种场合，发挥其多功能效应，成为我们生活环境中起长期净化作用的环保材料。
光催化原理- 什么是光催化光催化[Photocatalyst]是光 [Photo=Light] +催化剂[catalyst]的合成词。
主要成分是二氧化钛（TiO2），二氧化钛本身无毒无害，已广泛用于食品，医药，化妆品等各种领域。
光催化在光的照射下会产生类似光合作用的光催化反应(氧化－还原反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，这些产物可杀灭细菌和分解有机污染物。
并且把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),同时它具有杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能。
光催化在微弱的光线下也能做反应，若在紫外线的照射下，光催化的活性会加强。
近来, 光催化被誉为未来产业之一的纳米技术产品。
- 光催化反应原理TiO2当吸收光能量之后，价带中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+。
在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。
热力学理论表明，分布在表面的h+可以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成(OH.)自由基,而OH.自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化并分解各种有机污染物（甲醛、苯、TVOC等）和细菌及部分无机污染物（氨、NOX等），并将最终降解为CO2、H2O等无害物质。
纳米二氧化钛光催化剂在环境污染治理中的应用纳米二氧化钛（TiO2）光催化材料是一种新兴纳米材料，相对于传统的污染治理方法，纳米TiO2光催化材料在紫外线照射条件下，产生光生电子及空穴，并进一步产生氧化作用极强的羟基自由基，通过氧化作用分解各种有机化合物和部分无机物，使之分解成为无毒的CO2、H2O，从而达到降解污染物、净化环境的目的。
文章对土壤、水体、空气污染物的来源、危害及采用TiO2光催化剂进行污染物治理做了综述，重点说明了纳米二氧化钛（TiO2）光催化材料的优势及不足之处，并对纳米二氧化钛（TiO2）光催化材料在环境污染物治理领域的实际应用提出了展望。
标签：纳米二氧化钛；光催化；环境污染；降解前言随着工业化的不断发展，环境污染情况愈发严重，工业废气废水、汽车尾气、医用垃圾、生活垃圾等使得大气、水体、土壤环境每况愈下，环境污染的预防与治理已经成为各国最为关注的焦点之一。
目前，环境污染治理方法众多[1-2]，比较常用的方法有物理化学法、生化降解法、电化学处理法、光催化降解法等。
其中光催化技术是指光催化剂在光照条件下将有机污染物降解成CO2和H2O等无机小分子的一种绿色处理方法[3]。
降解过程中光催化剂不消耗，可重复利用，无二次污染，还可以利用太阳光，高效又经济环保。
1 二氧化钛光催化材料概述1972年，日本科学家A. Fujishima和K. Honda[4]发现用紫外光照射TiO2，水能够光解反应生成氢气。
这个伟大发现开拓了一个崭新的光催化时代。
此后的四十年间，光催化技术得到长足发展，最初的只有TiO2一种，发展到目前的氧化物、硫化物、复杂氧化物等多种。
光催化能够将水或者吸附的溶解氧转化成羟基自由基（·OH）和超氧离子（·O2-）等，它们具有极强的氧化性，能够降解大部分有机物，甚至无机物。
从1972年被发现具有光催化效应以来，TiO2就因为其光催化活性高，稳定性好，无毒而被广大研究者广泛研究。
二氧化钛纳米颗粒的毒理学及生物学效应研究的开题报告题目：二氧化钛纳米颗粒的毒理学及生物学效应研究研究背景：随着纳米技术的发展，纳米材料在生产和生活中的应用越来越广泛。
但是，纳米材料对环境和人体健康的影响也引起了人们的关注。
二氧化钛纳米颗粒作为一种应用广泛的纳米材料，其毒理学和生物学效应的研究已经成为了热门的研究领域。
研究目的：本研究旨在探讨二氧化钛纳米颗粒的毒理学及生物学效应，并对其影响机制进行深入研究，为纳米材料的安全应用提供科学依据。
研究内容：1.对二氧化钛纳米颗粒的物理、化学性质进行分析2.研究二氧化钛纳米颗粒的毒理学效应：刺激性、致突变性、致癌性等3.研究二氧化钛纳米颗粒的生物学效应：细胞吸收、细胞损伤等4.探究二氧化钛纳米颗粒的影响机制：ROS、炎症反应等研究方法：1.对二氧化钛纳米颗粒进行各项物理、化学性质检测2.通过体外和体内实验评估二氧化钛纳米颗粒的毒理学和生物学效应3.采用荧光显微镜、流式细胞术、Western blotting等技术评估二氧化钛纳米颗粒对细胞的影响4.通过实验研究二氧化钛纳米颗粒的影响机制预期成果：1.系统掌握二氧化钛纳米颗粒的毒理学和生物学效应2.深入了解二氧化钛纳米颗粒的影响机制3.为纳米材料的安全应用提供科学依据参考文献：1.赵鑫，谢慧平. 二氧化钛纳米颗粒的毒理学及应用前景[J].湖南化工，2019(1)：117-1182.罗迎春，王恒，李天润. 纳米材料毒性及其影响因素[J]. 安徽医学院学报，2020(5)：684-6883.周世昌，王丽丽，刘韶华. 二氧化钛纳米颗粒的生物学效应及其机制研究进展[J].现代生物医学进展，2019(17)：3332-3336。
纳米二氧化钛能有效降解空气中的有害有机物——文章来源：晶和纳米视角1、纳米二氧化钛光催化剂(JR05)对环境污染的净化功能由于纳米TiO2(JR05)除了具有纳米材料的特点外，还具有光催化性能，使得它在环境污染治理方面将扮演极其重要的角色。
1.1、降解空气中的有害有机物。
近年来，随着室内装潢涂料油漆用量的增加，室内空气污染越来越受到人们的重视。
调查表明，新装修的房间内空气中有机物浓度高于室外，甚至高于工业区。
目前已从空气中鉴定出几百种有机物质，其中有许多物质对人体有害，有些是致癌物。
对室内主要的气体污染物甲醛、甲笨等的研究结果表明，宣城晶瑞公司的光催化剂可以很好地降解这些物质，其中纳米TiO2(JR05)的降解效率最好，将近达到99.5％。
其降解机理是在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水和有机酸。
纳米TiO2的光催化剂(JR05)也可用于石油、化工等产业的工业废气处理，改善厂区周围空气质量。
1.2、它可以降解有机磷农物。
这种70年代发展起来的农药品种占我国农药产量的80％，它的生产和使用会造成大量有毒废水。
这一环保难题，使用纳米TiO2(JR05)来催化降解可以得到根本解决。
1.3、用纳米TiO2(JR05)催化降解技术来处理毛纺染整废水，具有省资、高效、节能，最终能使有机物完全矿化、不存在二次污染等特点，显示出良好的应用前景。
1.4、在石油开采运输和使用过程中，有相当数量的石油类物质废弃在地面、江湖和海洋水面，用纳米TiO2(JR05)可以降解石油，解决海洋的石油污染问题。
1.5、用纳米TiO2(JR05)可以加速城市生活垃圾的降解，其速度是大颗粒TiO2的10倍以上，从而解决大量生活垃圾给城市环境带来的压力。
1.6、一般常用的杀菌剂Ag、Cu等能使细胞失去活性，但细菌被杀死后，可释放出致热和有毒的组分如内毒素。
内毒素是致命物质，可引起伤寒、霍乱等疾病。
利用纳米TiO2的光催化性能不仅能杀死环境中的细菌，而且能同时降解由细菌释放出的有毒复合物。
纳米级二氧化钛催化剂的研究随着环境污染和发展能源的紧迫性加剧，对环境友好型生产和新能源技术的需求也越来越高，而催化剂则是很多科学技术领域的重要组成部分。
本文将介绍一种被广泛应用于许多催化反应中的材料——纳米级二氧化钛催化剂，并对纳米级二氧化钛催化剂的研究进行分析。
1. 定义和特性纳米级二氧化钛是一种具有高比表面积、活性和选择性的材料，其表面积和晶体结构能过挽救常规钛白粉，并提高低温、低氧气含量条件下的催化效率。
纳米级二氧化钛催化剂不仅能减轻碳排放，也可以作为制造肥料、染料、橡胶、石油和医药品等多个领域的重要元素。
同时，纳米级二氧化钛具有无毒、抗氧化、抗菌、抗紫外线等特性，在普通的化学反应、制备和精细化学制品等领域中也得到了广泛应用。
2. 研究状态纳米级二氧化钛催化剂的研究早在上世纪九十年代就已开始，随着科学技术的不断进步，人们对其进行的研究越来越深入。
目前，已有很多学者对二氧化钛进行了特定研究，其中大部分是针对普通的二氧化钛进行的，对纳米级二氧化钛的研究仍然处于许多阶段，尤其是涉及到纳米级二氧化钛的活性位点、反应控制、反应机理、催化效率等方面。
基于纳米级二氧化钛催化剂的光催化、激光与光电化学性质的不同，学者们探索了更多的应用场景和实验方式，以迎合不同领域应用的需求。
3. 使用场景纳米级二氧化钛催化剂已被广泛应用于有机污染物、有害气体、氧化还原反应和水处理等领域。
其中，其中被广泛应用的就是在环境污染治理中的应用。
例如，二氧化氮、一氧化碳等有害气体，通过纳米级二氧化钛催化剂可以迅速转化为水和二氧化碳排放，从而减少对环境造成的影响；同时，将该催化剂与水混合接触，就能够发生光反应，从而去除水中的污染物，如有机溶剂、重金属离子和细菌等。
4. 存在的问题目前，纳米级二氧化钛催化剂尚存在不足。
首当其冲的是制备方法问题，此种方法乃涉及工艺等诸多因素，因此，对催化剂选型、涂覆等技术的要求也越来越高；其次，催化剂的稳定性和寿命也成为了科研人员研究的重要方向之一；第三，也是最重要的问题，在催化剂的表面处极易产生缺陷性缺口，因而反应的准确度会降低，已有学者在这一方面展开了相关的研究和开发工作。
生命的化学》2 0陽2卷4期CHEMISTDKFTIF2E003^ (4? 3 4 2文章编号：1000536 （2003）4 0务一纳米二氧化钛的生物学效应朱融融汪世龙姚思德摘要：纳米二氧化钛在国内外的研究与应用已经非常广泛，在涂料、颜料、陶瓷、化妆等方面的应用与人体有密切的接触。
由于物质在纳米尺度会产生很多宏观尺度所不具有的特殊效应，在宏观尺度被证实无毒无害的二氧化钛，当被制备到纳米尺度时，对人体的作用是否仍然安全，这个问题已引起一部分科学研究工作者的关注。
该文简要介绍与纳米二氧化钛生物效应相关的一些特性；纳米二氧化钛毒性，包括纳米二氧化钛的渗透性、体内急性毒性、细胞毒性，以及对DN曲损伤等。
目前国内外对纳米二氧化钛的毒性机制研究尚处在一个猜测性的阶段，其中对蛋白质、氨基酸等生物大分子作用的研究仍是一个空白。
关键词：纳米二氧化钛；特性；生物效应；毒性作用中图分类号：Q 3 Q 7 Q8;1 Q89纳米二氧化钛又称超微细二氧化钛，是一种新型的无机化工材料。
近年来因其特殊的性质、广泛的应用和广阔的市场前景，已成为人们关注的研究热点。
纳米二氧化钛应用研究的广泛性，使得众多的研究者、生产者、消费者都无法避免与其广泛接触。
一些纳米产品开发机构与生产商家根据宏观物体的安全性评价资料，宣传纳米材料对人体不存在任何危害，但是，事实上，世界范围内还没有一个研究机构对纳米材料进行过安全性评价。
各种形式的纳米二氧化钛通过各种产品如化盐（pheneit匕othio cFyEalnXkCt^甲基异硫代氰酸盐（benziylothio cBylaUCa1目前针对异硫代氰酸盐的抗癌作用，主要研究的是肺癌、血癌、食道癌、乳腺癌和直肠癌。
异硫代氰酸盐的抗癌机制包括两个部分：目前，国际上对硫代葡萄糖苷和异硫代氰酸盐的鉴别方法主要有以下几种：纸色谱法、薄层色谱法、高压电泳、等速电泳、气相色谱法、气质联用、HPL法和核磁共振法。
对于硫代葡萄糖苷的定量分析方法主要是：葡萄糖释放法、GC（1 通过抑制阶段I酶包括细胞色素P45系统）来阻止化学致癌的过程丨。
二氧化钛在水环境中的迁移转化及其毒性影响因素吕笑笑孔丝纺摘要：在过去的几十年里，二氧化钛纳米颗粒(n-TiO2)已广泛应用于若干工业产品和新型消费产品的制造。
虽然已经制定了严格的规定，限制它们向水生环境中释放，但研究者发现这些纳米颗粒在环境中含量水平仍然较高，可能对暴露的生物体产生有毒影响，并可能对公共卫生产生影响。
该文综述了n-TiO2在水生环境中的吸收、积累和最终归宿，以及其与重金属、有机物等污染物之间可能的相互作用。
这些数据将为n-TiO2的生态毒性研究及风险控制提供丰富的理论支持。
关键词：纳米二氧化钛生物毒性迁移转化影响因素随着纳米技术的发展，纳米颗粒被广泛地应用在生产和生活中。
其中，n-TiO2被认为是应用最为广泛的金属纳米颗粒，其在化妆品、杀菌消毒、污水治理等行业都有应用。
大量二氧化钛在环境中的释放可能导致其在环境中的积累。
有研究表明，n-TiO2可以在环境中不断积累，并且能够与其他重金属离子发生协同作用，对环境存在巨大潜在威胁。
近些年来，关于n-TiO2对水生生物毒性的研究已经成为热点之一。
有研究表明，n-TiO2通过不同的作用方式诱导水生动物的毒性，如胚胎毒性、基因毒性、神经毒性和行为变化。
另有一些研究表面，n-TiO2还可以与环境中的其他重金属离子及有机污染物发生协同作用，加重它们的生物毒性。
然而，n-TiO2在复杂环境中的行为是多样化的，它会受到pH值、温度、氧含量、离子强度以及天然有机质的结构和浓度等多种因素的影响。
这些因素会进一步影响其团聚或稳定，进而影响它们的生物毒性。
该文将结合目前最新的研究进展，对纳米二氧化钛在环境中的迁移转化研究进行综述和讨论，以期为该领域的研究提供参考。
1 正文1.1 n-TiO2的物理特性及应用TiO2有3种不同的结晶形态:锐钛矿、金红石和板钛矿，这些不同的形态是在纳米颗粒的形成过程中产生的。
每一种形式都有不同的特点、工业应用和环境影响。
金红石是自然界中最常见的一种，与锐钛矿形式相比，其表面积相对较大。
无机纳米材料在环境污染治理中的应用探索随着工业化的快速发展和人口的不断增长，环境污染问题愈发严重。
大气、水体和土壤的污染日益加剧，给人类健康和生态系统带来了严重的威胁。
因此，寻找高效、可持续的环境污染治理技术成为当今亟待解决的问题之一。
近年来，无机纳米材料作为一种新型纳米材料，在环境污染治理中展现出了巨大潜力。
本文将探讨无机纳米材料在大气、水体和土壤环境的污染治理中的应用，并对其可能的潜在风险进行评估。
首先，无机纳米材料在大气污染治理中的应用受到了广泛的关注。
纳米颗粒具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，能够有效吸附有害气体和微粒。
例如，二氧化钛（TiO2）纳米颗粒被广泛应用于大气污染物的光催化降解，通过吸附污染物并利用太阳光的辐射将其分解为无害的物质。
此外，纳米颗粒的特殊形态和尺寸效应也使得其在光催化氧化还原反应中表现出优越的催化活性，具有很高的潜力用于有机污染物的降解。
其次，无机纳米材料在水体污染治理中也展现出了广阔的应用前景。
纳米材料可用于水污染的吸附、催化降解和分离等方面。
例如，氧化铁（Fe2O3）纳米颗粒具有较强的吸附性能，可用于去除水中的重金属离子和有机污染物。
另外，银（Ag）纳米颗粒具有优异的抗菌性能，在水处理中广泛应用于杀灭细菌和病毒。
然而，需要注意的是，纳米颗粒对水体生物的毒性可能引起人们对其应用的担忧。
因此，进行纳米材料的生态毒理学研究，评估其对水生生物的潜在影响至关重要。
此外，无机纳米材料在土壤环境污染治理中也具有广泛的应用前景。
由于纳米颗粒较小的颗粒尺寸，有利于其在土壤中的渗透和扩散，能够更好地与污染物接触并加速其迁移和转化。
例如，零价铁（Fe0）纳米颗粒可用于土壤中的氯化有机物降解，通过还原作用将有机物分解为无害产物。
此外，某些纳米材料还可以用于土壤重金属污染的吸附和浸渍等治理技术。
然而，纳米材料在土壤中的长期行为和生态毒理效应仍然需要更深入的研究。
综上所述，无机纳米材料在环境污染治理中的应用探索正呈现出广阔的前景。
人工纳米TiO2、ZnO的水环境化学行为及其对毒性效应的影响的开题报告题目：人工纳米TiO2、ZnO的水环境化学行为及其对毒性效应的影响一、研究背景和意义：随着人工纳米材料的广泛应用，它们被卷入了环境中，其中水环境是一个主要的生物接触途径。
人工纳米TiO2、ZnO是常见的水处理剂，它们具有高效的杀菌性能和光催化降解有机物的能力，但也有研究表明，它们可能会对水环境产生一定的毒性效应，对水环境生态系统的健康产生不利影响。
因此研究人工纳米TiO2、ZnO在水环境中的化学行为及其对毒性效应的影响有重要的理论和实际价值。
二、研究目的：1.了解人工纳米TiO2、ZnO在水环境中的化学行为和稳定性。
2.研究人工纳米TiO2、ZnO在水环境中的形态转化和迁移规律。
3.评估不同浓度下人工纳米TiO2、ZnO对水环境物种的毒性效应。
三、研究内容和方法：1.人工纳米TiO2、ZnO的制备和表征，包括形态、尺寸、比表面积、晶体结构等。
2.水环境中人工纳米TiO2、ZnO的稳定性和形态变化的研究，包括悬浮液中的分散度、聚集状态、沉淀状态以及遇到不同水质条件时的相互转化等。
3.研究不同浓度的人工纳米TiO2、ZnO对环境物种的毒性效应，包括水藻、螺蚌等生物的毒性测试。
4.分析人工纳米TiO2、ZnO对水环境化学参数的影响，包括pH值、DO、COD、TOC等。
四、研究意义和创新点：1.对人工纳米TiO2、ZnO在水环境中的生态毒理效应进行深入探究，为其在水处理、生态保护等领域的应用提供科学依据。
2.研究人工纳米TiO2、ZnO在水环境中的形态转化规律，有助于优化其工艺参数，降低环境风险。
3.评价人工纳米TiO2、ZnO对水环境化学参数的影响，有助于深入了解其对环境的影响机制。
纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用引言：二氧化钛广泛应用于许多领域，包括化工、光学、电子和环境保护等。
然而，传统的二氧化钛颗粒大小大多在微米级别，为了改善其特性，近年来研究者们开始关注制备纳米二氧化钛，并探索其在环保领域的应用。
本文将介绍纳米二氧化钛的制备方法以及其在环保领域的潜在应用。
一、纳米二氧化钛的制备方法1. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种常见的制备纳米二氧化钛的方法。
该方法首先将钛酸酯溶解在溶剂中，形成溶胶。
然后通过控制溶胶成分、温度、时间等参数，使溶胶逐渐凝胶化并形成纳米颗粒。
最后经过干燥和煅烧等步骤，得到纳米二氧化钛。
2. 水热法：水热法是另一种制备纳米二氧化钛的重要方法。
通过在高温高压的水溶液中反应，钛源与一些表面活性剂或胶体颗粒发生化学反应，使得纳米二氧化钛在短时间内形成。
3. 气相法：气相法主要通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等技术实现纳米二氧化钛的制备。
CVD是将气体或气体混合物引入反应室，在高温下使气体分解并形成纳米颗粒。
PVD则是利用蒸发、溅射等方法，将固体二氧化钛源转变成气体状态，再通过沉积在基底上，形成纳米二氧化钛。
二、纳米二氧化钛在环保领域的应用1. 污水处理：纳米二氧化钛具有较大的比表面积和高的光催化活性，可用于废水中有机物的分解。
通过将纳米二氧化钛添加到污水处理系统中，可以有效去除有机污染物和有害物质，提高水质净化效果。
2. 大气净化：纳米二氧化钛可用于大气污染物的净化。
其具有良好的光催化性能，在紫外光的照射下，能够将大气中的有害气体如二氧化氮、甲醛等分解成无害物质，并净化空气。
3. 智能涂料：纳米二氧化钛可以应用于智能涂料中。
通过将纳米二氧化钛添加到建筑涂料中，能够使涂料具有自净化功能，抑制微生物生长、抗菌防腐等特性，提高涂料的性能和使用寿命。
4. 光伏产业：纳米二氧化钛具有较好的光催化性能和光敏特性，可用于光电转换器件的制备。
收稿日期：２００７－１１－０３录用日期：２００７－１２－２５基金项目：国家自然科学基金“十五”重大项目（Ｎｏ．１０４９０１８０）；科技部９７３资助项目（Ｎｏ．２００６ＣＢ７０５６０３）作者简介：王江雪（１９７８—），女，博士后；＊通讯作者（Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ），Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｃｈｙ＠ｎａｎｏｃｔｒ．ｃｎ２００８年第３卷第２期，１０５－１１３生态毒理学报ＡｓｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙＶｏｌ．３，２００８Ｎｏ．２，１０５－１１３二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应王江雪１，２，李炜１，刘颖１，劳芳１，陈春英１，＊，樊瑜波２１．国家纳米科学中心－中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室，北京１０００８０２．北京航空航天大学生物工程系，北京１０００８３摘要：伴随着纳米科技的迅猛发展，各式各样的纳米材料被开发和生产出来，逐步进入到周围环境及生命体中，纳米材料的生物安全性和生态毒理学问题已引起了社会各界的普遍关注．纳米二氧化钛（ＴｉＯ２）因具有良好的光催化特性、耐化学腐蚀性和热稳定性，而被广泛应用于涂料、废水处理、杀菌、化妆品、食品添加剂和生物医用陶瓷材料等与日常生活紧密相关的领域，因此，其将不可避免地进入环境和生态系统中引起相应的生物学效应（毒理学）．论文从流行病学调查和实验研究两方面出发，综述了纳米ＴｉＯ２对生物体（皮肤、肺、肝、肾和脑）、细胞（细胞膜、细胞生长和凋亡）和生态系统的影响，探讨了其毒性产生的可能机制．希望今后进一步加强对纳米ＴｉＯ２的环境健康和生态毒性研究，以建立纳米ＴｉＯ２的环境健康安全暴露评价体系，促进纳米技术的健康、安全和可持续发展．关键词：纳米材料；纳米二氧化钛；环境健康；生态毒理；活性氧文章编号：１６７３－５８９７（２００８）２－１０５－０９中图分类号：ＴＢ３８３，Ｘ１７１．５，Ｘ１８文献标识码：ＡＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＨｅａｌｔｈａｎｄＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｆｆｅｃｔｏｆＴｉｔａｎｉｕｍＤｉｏｘｉｄｅＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓＷＡＮＧＪｉａｎｇ－ｘｕｅ１，２，ＬＩＷｅｉ１，ＬＩＵＹｉｎｇ１，ＬＡＯＦａｎｇ１，ＣＨＥＮＣｈｕｎ－ｙｉｎｇ１，＊，ＦＡＮＹｕ－ｂｏ２１．ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＢｉｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｆｆｅｃｔｓｏｆＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＮａｎｏｓａｆｅｔｙ，ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＮａｎｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｉｇｈＥｎｅｒｇｙＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０２．ＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３Ｒｅｃｅｉｖｅｄ３Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００７ａｃｃｅｐｔｅｄ２５Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００７Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｔｉａｌｓａｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄａｎｄｕｓｅｄｉｎｅａｃｈｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｙｔｅｎｄｔｏｅｎｔｅｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｌｉｆｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｂｉｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｎａｎｏｓａｆｅｔｙｈａｓｒａｉｓｅｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｃｏｎｃｅｒｎｓａｍｏｎｇｍａｎｙｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓａｎｄｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｓ．Ｎａｎｏｓｃａｌｅｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅ（ＴｉＯ２），ａｎｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅａｎｄｏｄｏｒｌｅｓｓｗｈｉｔｅｐｏｗｄｅｒ，ｗａｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｐａｉｎｔｓ，ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ，ｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅ，ａｎｄｂｉｏ－ｍｅｄｉｃａｌｃｅｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｔｃ．，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｉｎｈｅｒｅｎｔａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ，ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｕｎａｖｏｉｄａｂｌｅｆｏｒｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２ｔｏｅｎｔｅｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｏｉｎｄｕｃｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓ（ｎａｎｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ）．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐａｓｔｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓａｎｄｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｉｅｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２ｏｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｓｍｓ（ｓｋｉｎ，ｌｕｎｇ，ｌｉｖｅｒ，ｋｉｄｎｅｙａｎｄｂｒａｉｎ），ｔｈｅｃｅｌｌｓ（ｃｅｌｌｍｅｍｂｒａｎｅ，ｃｅｌｌｇｒｏｗｔｈａｎｄａｐｏｐｔｏｓｉｓ）ａｎｄｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｆｏｒｔｈｅｓｅｔｏｘｉｃｉｔｉｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＩｔｉｓａｄｖｉｓｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈａｎｄｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙｏｆｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２ｔｏｈｅｌｐｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｓａｆｅｅｘｐｏｓｕｒｅｆｏｒｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２，ａｎｄｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｈｅａｌｔｈｙ，ｓａｆｅａｎｄｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈ；ｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ；ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ生态毒理学报第３卷２０世纪８０年代末、９０年代初发展起来的纳米科技，带动了种类繁多的纳米材料的开发和纳米产品的上市．科学家预言纳米科技的发展将会为社会带来极大的市场和经济效益，促进信息传输、先进材料制造、能源的充分利用、生物技术的发展和疾病的诊断和治疗等（白春礼，２００１）．纳米材料由于尺寸较小，化学构成和表面结构特殊，因此具有一系列不同于传统材料的特殊的物理化学性质（如小尺寸效应、大比表面积、高的表面界面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应等）．目前，纳米材料已广泛应用于医药、电子、能源、信息、农业、航空航天及材料等领域，并渗透于人类生存的周围环境和生态系统当中．纳米材料自身特殊的性质使得它们容易与生物体中的组织（器官）、细胞、细胞器、蛋白质和生物大分子等相互作用，可能造成细胞和组织的功能异常，进而对生物体健康带来影响．因此，纳米科技的迅速发展和纳米材料的广泛应用是否会给周围的生活环境带来污染，是否会对生物体的健康产生影响，是否会对生态环境造成破坏等一系列问题引起了各国科学家和政府部门的广泛关注（Ｃｏｌｖｉｎ，２００３；Ｒｉｃｅ，２００３；ＴｈｅＲｏｙａｌＳｏｃｉｅｔｙ＆ｔｈｅＲｏｙａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００４；赵宇亮，２００７）．对纳米材料的生物安全性进行评价已成为当务之急．目前一些以应用为目的的具有一定形状和性质的纳米材料被陆续生产出来，如碳纳米管（ＣＮＴｓ）、富勒烯（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、量子点（ＱＤｓ）和金属氧化物（二氧化钛和氧化锌）等，其中纳米二氧化钛（ＴｉＯ２）是应用最为广泛的纳米材料之一．１纳米ＴｉＯ２的性质及应用纳米ＴｉＯ２是一种重要的半导体金属氧化物，通常存在３种晶体形式：锐钛矿型（Ａｎａｔａｓｅ）、金红石型（Ｒｕｔｉｌｅ）和板钛矿型（Ｂｒｏｏｋｉｔｅ），其中应用最为广泛的是锐钛矿型和金红石型．ＴｉＯ２本身为Ｎ型半导体，具有很强的吸收和散射紫外线的能力，无刺激性．由于具有良好的光学催化特性、耐化学腐蚀性和热稳定性，目前已被大量开发生产，广泛用于涂料、汽车油漆、造纸、废水处理、杀菌、太阳能电池、食品添加剂、化妆品、生物医用陶瓷材料等与人们日常生活息息相关的行业．纳米ＴｉＯ２被认为是面向２１世纪的新材料、新产品．下面将简要介绍纳米ＴｉＯ２在相关行业中的应用．１．１化妆品行业纳米ＴｉＯ２既能吸收和散射紫外线（波长２００￣４００ｎｍ），又能透过可见光，色相好和色谱广，加之可以随意着色，价格便宜，且刺激性小，因此成为防晒系列化妆品行业中最重要和用量最大的无机添加剂．纳米ＴｉＯ２的粒径很小，没有遮盖力，又被称为透明二氧化钛，用其制造的护肤霜膏体细腻，具有自然肌肤感觉．一般认为，在化妆品中添加０．５％￣１％光活性较低的金红石型纳米ＴｉＯ２，即可充分屏蔽紫外线，抗菌保健，防衰老．ＴｉＯ２颗粒本身为极性粒子，在非极性介质中分散性不好，在极性介质中容易团聚，降低ＴｉＯ２的紫外线吸收能力．如果在纳米ＴｉＯ２表面包覆一层无机物（氧化铝或氧化硅）可以降低其光催化能力，减少颗粒表面的有害基团对皮肤的刺激；若包覆一层有机物，则可增加纳米ＴｉＯ２在不同介质中的分散性，有益于纳米ＴｉＯ２在防晒化妆品中的应用（Ｓｔｉｌｌｅｒｅｔａｌ．，２００４；徐存英等，２００４）．１．２废水处理和空气净化纳米ＴｉＯ２可将水中的烃类、卤代物、羧酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等较快地氧化为ＣＯ２和Ｈ２Ｏ等无害物质（张梅等，２０００；Ｆｏｔｉａｄｉｓｅｔａｌ．，２００７），是饮用水及工业污水深度处理中很有前途的水处理技术．在暖气、空调和制冷系统中加入纳米ＴｉＯ２能够消灭、分解或清除室内装饰材料释放的甲醛、氨气和苯等以及大气环境中常见的氮氧化物和硫氧化物，有效净化室内空气，促进人体健康（Ｙａｎｇｅｔａｌ．，２００７）．１．３杀菌作用环境中存在着各种对人体有害的微生物，纳米ＴｉＯ２的独特光学催化性能可充分抑制或杀灭病原菌和毒素．超细ＴｉＯ２能杀灭血清型Ｓ．ｍｕｔａｎｓ株ＡＨＴ、仓鼠属链球菌ＳＨ－６、鼠属链球菌ＡＨ－６、ＦＡ－１和粘性放线菌ＡＴＣＣ－１９２４６等多种细菌和病毒．实验表明，纳米ＴｉＯ２对埃希氏菌属、绿脓杆菌、大肠杆菌、葡萄状球菌、沙门氏菌、芽枝菌和曲霉菌等也具有很强的杀灭能力（Ｋｉｋｕｃｈｉｅｔａｌ．，１９９７；郭世宜等，２００４）．因此，利用纳米ＴｉＯ２可以制造高级抗菌自洁性卫生陶瓷、地板砖、餐具、玻璃、高档涂料和塑料等．１０６王江雪等：二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应第２期１．４食品添加剂锐钛矿型纳米ＴｉＯ２具有优异的遮光性和出色的分散性，经超微化处理及去除杂质后可作为糖果、胶囊、片剂、牙膏以及口红等产品中的添加剂．美国食品和药品监督管理局食品检验中心早已正式批准纳米ＴｉＯ２可以被用于食品添加剂（ＦＤＡ，１９９６），中国卫生部也已正式公布ＴｉＯ２可用于食品着色剂（卫生部食品卫生监督检验所，２００１）．１．５纺织和造纸锐钛矿型纳米ＴｉＯ２粉体的光化学活性较高，具有良好的电荷转移和电磁屏蔽能力，是化学纤维良好的消光材料．在纺织品中添加纳米ＴｉＯ２可提高化纤的韧性，使织物具有屏蔽紫外线、吸收红外线、杀菌保健、自清洁或保暖等许多功能（Ｄａｏｕｄｅｔａｌ．，２００４；Ｙｕｒａｎｏｖａｅｔａｌ．，２００６）．纳米ＴｉＯ２应用在造纸行业中，可增加纸张的不透明度、白度、光泽度和强度．１．６生物医用材料纳米粒子由于具有很好的强度、韧性和超塑性，使得其在组织修复和再生工程领域受到了特殊的关注，被广泛用于整形外科、骨、心血管和神经系统的修复等研究．采用等离子体喷涂、等离子注入和化学气相沉积等技术在传统的生物医用材料表面制备纳米氧化物（如ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３）涂层，可以增进植入体的表面活性、血液相容性和抗生理腐蚀能力．Ｃｕｉ等（２００５）采用烧结法在钛基合金表面合成了表面光洁的纳米ＴｉＯ２（５０￣９０ｎｍ）涂层，并在模拟体液中初步检测了纳米ＴｉＯ２／钛合金的生物相容性，７天后发现在涂层表面有钙磷盐状物质沉积，且Ｃａ／Ｐ的原子数之比为１．６，与生物可降解的羟基磷灰石和骨的组成相似，说明纳米ＴｉＯ２／钛合金具有较好的生物相容性．此外，纳米ＴｉＯ２还具有十分宝贵的颜色效应，当与铝粉颜料或云母珠光颜料合用时，能使汽车面漆产生丰富而神秘的色彩效应，深受汽车配色专家的喜爱．纳米ＴｉＯ２还广泛用于国防、航天、电子和仪器仪表等工业中．日本和美国等科学家认为纳米ＴｉＯ２有可能成为２１世纪利用太阳能净化环境的理想选择．２纳米ＴｉＯ２的安全性研究纳米ＴｉＯ２的大量生产及其在各个领域中的广泛研究和应用，使得越来越多的研究者、生产者和消费者都不可避免地大量接触纳米ＴｉＯ２．纳米ＴｉＯ２可以通过多种途径如空气、水、土壤、废物处理、食物链等方式进入环境及生物体，其产生的环境健康及生态毒理效应值得关注．事实上，对纳米ＴｉＯ２的安全性目前还没有进行过全面评价．下面将从生物体和生态系统两个方面进行评价．２．１纳米ＴｉＯ２对生物体的影响２．１．１流行病学研究流行病学研究表明人类的发病率和死亡率与生活环境中大气颗粒物浓度和颗粒物尺寸密切相关，尤其是与小尺寸颗粒物（ＰＭ２．５）的浓度密切相关（Ｐｏｐｅ，２０００）．Ｂｏｆｆｅｔｔａ等（２００４）对欧洲的１１个生产ＴｉＯ２的工厂工人进行流行病学调查发现，男性当中因肺癌引起的标准死亡率达１．２３，明显高于因其它疾病引起的死亡率．但是，随着暴露时间的延长和累积暴露量的增加，并没有发现工人的肺癌死亡率增加．同样，Ｈｅｘｔ等（２００５）对北美洲４个ＴｉＯ２生产工厂中的５７１３名工人调查结果表明，工作在一线（进行ＴｉＯ２的包装、微粉化和内部循环工作）的工人由肺癌引起的死亡率与未大量暴露在ＴｉＯ２粉尘中工人的肺癌死亡率没有明显差别，即ＴｉＯ２暴露与肺癌发生没有明显的相关性，长期暴露于ＴｉＯ２粉尘可能不会提高工人肺癌的发病率．然而国际癌症研究委员会通过研究颜料级的纳米ＴｉＯ２粉体对实验动物肺部功能的影响，证明纳米ＴｉＯ２是一种致癌级别为Ｇｒｏｕｐ２Ｂ的致癌物质（Ｂａａｎ，２００６）．因此纳米ＴｉＯ２是否可能导致癌症，目前尚存在争议．２．１．２纳米ＴｉＯ２的皮肤渗透性皮肤可以阻挡外源性物质的入侵，是保护机体的重要屏障系统．对于纳米颗粒，采用一定的处理方式增加它们的脂／水分配系数后，完全有可能通过简单的扩散或渗透方式穿过皮肤进入体内．纳米ＴｉＯ２被广泛用于防晒系列化妆品中，它们是否能够穿过皮肤的表皮进入皮下组织呢？Ｌａｄｅｍａｎｎ等（１９９９）采用光谱分析法在皮肤的毛囊角质层和毛乳头处检测到少量的纳米ＴｉＯ２，占化妆品涂抹总量的不到１％，但在表皮深层未检测到．然而Ｍｅｎｚｅｌ等（２００４）利用猪的背部皮肤研究了纳米ＴｉＯ２的皮肤渗透性，发现涂抹８ｈ后，纳米１０７生态毒理学报第３卷ＴｉＯ２可以穿过皮肤的角质层（Ｃｏｒｎｅｕｍ）进入到表皮下的颗粒层（Ｓｔｒａｔｕｍｇｒａｎｕｌｏｓｕｍ），并且利用扫描透射显微镜（ＳＴＩＭ）和二次电子成像（ＳＥＩ）技术观察到ＴｉＯ２纳米颗粒是通过皮肤细胞间的空隙（Ｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒｓｐａｃｅ）进入皮下的颗粒层而非通过毛囊孔．可以看出，目前关于纳米ＴｉＯ２皮肤渗透性问题还存在争议，研究结果不一致可能与样品制备方法及所用仪器分析灵敏度有关．２．１．３纳米ＴｉＯ２对肺部的损伤肺脏是环境中有害物质在体内代谢的重要器官之一．纳米ＴｉＯ２的粒径较小，吸入后很容易沉积于肺中，引起相应的病理损伤和炎症反应．Ｂｅｒｍｕｄｅｚ等（２００４）将小鼠、大鼠和豚鼠暴露在１０ｍｇ・ｍ－３的超细ＴｉＯ２（２１ｎｍ）粉尘中，发现ＴｉＯ２颗粒在３种实验动物肺内的沉积率分别为４５％、５７％和３％，肺泡灌洗液内巨噬细胞和嗜中性粒细胞数量明显升高；病理学结果显示大鼠肺中出现纤维化现象，且上皮细胞增殖，而小鼠和豚鼠的肺则较正常，说明不同种属的动物对纳米ＴｉＯ２颗粒的敏感性具有一定的种属差异性．Ｏｓｉｅｒ等（１９９７）采用支气管吸入法与支气管注入法将实验动物暴露于等量的２１ｎｍＴｉＯ２颗粒中，发现两种暴露方法均引起了肺部炎症反应，吸入法引起的炎症效应相对较轻，并且ＴｉＯ２颗粒在肺部持续的时间相对较短，这可能是由于不同的暴露方式导致纳米ＴｉＯ２颗粒在肺中的沉积量、分布方式和清除能力等不同所造成的．通常来讲，支气管吸入法比支气管注入法能够更真实地反映生物体暴露于环境粉尘颗粒的情况．因此在实验中采用吸入法来模拟生物体实际的暴露情况对研究纳米颗粒的生物学行为更具现实意义．肺泡内部及呼吸道上皮表面存在一种多功能的间质细胞，称为肺泡巨噬细胞．它具有吞噬、清除异物和保护肺部的功能，是呼吸道的第一道防线．吸入肺泡内的纳米粒子，一部分可直接随呼吸作用排出；另一部分则被巨噬细胞吞噬，而后通过肺泡上皮表面液体的张力，被移送到具有纤毛上皮的呼吸性细支气管的粘膜表面，并由此传送出去．当纳米粒子的数量超过肺泡巨噬细胞的吞噬能力时，过载的粒子可穿过肺上皮组织进入肺间质当中，引起肺组织深度损伤（Ｄｏｎａｌｄｓｏｎｅｔａｌ．，１９９８）．Ｏｂｅｒｄ!ｒｓｔｅｒ等（１９９４）比较了大鼠肺泡巨噬细胞对相同质量、不同尺寸ＴｉＯ２颗粒（２０ｎｍ和２５０ｎｍ）的清除机制，发现肺泡巨噬细胞每天对２５０ｎｍ的ＴｉＯ２清除率（Ｃｌｅａｒａｎｃｅｒａｔｅ）为０．６％，而对２０ｎｍ的ＴｉＯ２颗粒的清除率仅为０．１３％，表明纳米颗粒尺寸越小被巨噬细胞清除的难度越大．Ｒｅｎｗｉｃｋ等（２００１）发现２９ｎｍ的ＴｉＯ２与２５０ｎｍ的ＴｉＯ２相比明显降低了巨噬细胞株（Ｊ７７４．２ＭＦ）的吞噬能力，使得颗粒物的清除时间延长．沉积在肺内的纳米ＴｉＯ２颗粒，在体液和血液的带动下，可进一步转运至心脏、肝脏和肾脏，甚至中枢神经系统当中，引起相应的毒性症状，如心血管系统疾病、肝功能失调和肾脏疾病等．２．１．４纳米ＴｉＯ２在肝和肾中的富集肝脏是体内最重要的解毒器官，外来异物进入机体后均要经过肝脏转化，然后在血液的带动下输送到肾脏经肾小球和肾小管过滤后被排出体外．肝脏和肾脏是生物体维持生命活动和代谢稳态最重要的器官．据报道，经静脉注射的ＴｉＯ２（０．２￣０．４μｍ）在５ｍｉｎ后大约有６９％沉积在肝脏中，１５ｍｉｎ后沉积量达到８０％（Ｈｕｇｇｉｎｓｅｔａｌ．，１９６６）．当大鼠体内长期存有超量ＴｉＯ２纳米粒子时，可出现局部组织纤维化、胃肠道轻度淤血、肺轻度出血和肝脂肪变性等损伤症状（吕廉捷等，１９９２）．Ｗａｎｇ等（２００７ａ）采用经口一次性大剂量（５ｇ・ｋｇ－１ｂｗ）染毒２５ｎｍ和８０ｎｍ的ＴｉＯ２颗粒，２周后发现雌性小鼠的肝脏系数明显高于对照组（ｐ＜０．０５）；并且在８０ｎｍ组中，肝、肾中钛的含量显著高于对照组（ｐ＜０．０５）；病理学观察肝细胞体积增大，胞质透明，细胞核消失，呈现中央静脉周细胞水样变性的特征，同时肝门区有大量淋巴细胞浸润；肾脏中肾小球萎缩，肾间质中淋巴细胞浸润，且８０ｎｍＴｉＯ２颗粒染毒的小鼠肾小管中可见蛋白质样物质沉积．可见，肝脏和肾脏是纳米ＴｉＯ２在生物体内的主要靶器官．２．１．５纳米ＴｉＯ２的神经毒性鼻腔与嗅球之间由嗅觉神经通路（包括嗅觉神经细胞、筛板和嗅神经束）直接连接．这种特殊的结构，为吸入的外源性纳米颗粒避开血脑屏障直接沿嗅神经通路进入中枢神经系统提供了“有利”条件．有研究表明，纳米尺度的颗粒物质能够经实验动物的嗅觉神经突触进入嗅球并迁移至大脑，引起中枢神经系统内巨噬细胞炎性蛋白、胶质纤１０８王江雪等：二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应第２期维酸性蛋白和神经细胞粘附分子ｍＲＮＡ水平升高（Ｏｂｅｒｄ!ｒｓｔｅｒｅｔａｌ．，２００４；Ｅｌｄｅｒｅｔａｌ．，２００６）．鼻腔滴注的纳米ＴｉＯ２颗粒经鼻黏膜吸收后同样能够经嗅神经通路进入到嗅球及大脑皮层、海马和小脑等各分区中（王江雪等，２００５；Ｗａｎｇｅｔａｌ．，２００７ｂ）．病理学观察小鼠嗅球和海马中神经元形态发生了明显的改变，海马神经细胞出现线粒体皱缩、数量减少，内质网增多及核糖体脱落现象；小鼠脑中出现脂质过氧化和蛋白质氧化反应，乳酸脱氢酶活性升高，肿瘤坏死因子（ＴＮＦ－α）分泌增多；酶联免疫吸附分析表明小鼠脑中星形胶质细胞的标志物胶质纤维酸性蛋白（ＧＦＡＰ）过量表达，兴奋性神经递质谷氨酸（Ｇｌｕ）过量合成，并伴随着一氧化氮（ＮＯ）含量和乙酰胆碱酯酶（ＡＣｈＥ）活性明显上升，但是对单胺类神经递质代谢的影响不明显ａ）．同样，Ｌｏｎｇ等（２００６；２００７）将纳米ＴｉＯ２与神经小胶质细胞（ＢＶ２）共培养，检测到活性氧（Ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ）的产生，并且细胞的能量代谢降低，但是纳米ＴｉＯ２对多巴胺能神经元没有直接的细胞毒性．２．１．６纳米ＴｉＯ２对细胞的影响纳米颗粒尺寸与生物分子相差不大，其被生物体摄取后很容易进入到细胞中．纳米ＴｉＯ２的大小直接影响着其与细胞相互作用的能力．粒径越小的纳米颗粒越容易穿透细胞膜，越不易被巨噬细胞、树突状细胞吞噬，进而可能对细胞的生长、增殖、代谢甚至ＤＮＡ和ＲＮＡ产生影响．ａ）纳米ＴｉＯ２跨膜细胞膜是细胞与外界环境进行物质交换的通透性屏障，外源性物质穿过细胞膜通常有３种途径：被动运输、主动运输、内吞与外排作用．采用透射电子显微镜观察发现纳米ＴｉＯ２能够穿过神经小胶质细胞（ＢＶ２）的细胞膜进入细胞内部，聚集在线粒体中（Ｌｏｎｇｅｔａｌ．，２００６）．近年来，研究者（Ｌｕｅｔａｌ．，２００３）借助原子力显微镜发现近紫外光照射时，用ＴｉＯ２薄膜培养的大肠杆菌细胞壁首先降解，接着出现细胞膜损伤，细胞的通透性受到破坏，引起细胞内容物外流，导致细胞死亡．虽然目前证明纳米ＴｉＯ２能够跨过细胞膜进入细胞内部，但是对其跨膜的机制报道极少．ｂ）抑制细胞生长在紫外光照射下，纳米ＴｉＯ２表面可生成具有较高氧化能力的自由基活性物质，通过诱发细胞坏死抑制癌细胞生长．在医学上可利用纳米ＴｉＯ２的这一特性杀死癌细胞（Ｃａｉｅｔａｌ．，１９９２；Ｘｕｅｔａｌ．，１９９８）．王浩等（１９９９）研究发现当ＴｉＯ２的浓度为２００μｇ・ｍＬ－１，紫外光照射５０ｍｉｎ时，杀灭宫颈癌细胞效果最好．纳米ＴｉＯ２粒子能使Ｂｅｌ－７４０２肝癌细胞生长周期阻滞于Ｇ１期，而不能进入Ｓ期（熊先立等，２００３）．锐钛矿型纳米ＴｉＯ２能够诱导卵巢肿瘤细胞（ＣＨＯ）生成凋亡小体，但是对正常的人肾上皮细胞（２９３Ｔ）并没有表现出相应的毒性作用（朱融融等，２００６）．由于纳米ＴｉＯ２特殊的光学催化性质，借助于光学纤维，可以把纳米ＴｉＯ２和紫外光送至人体内部脏器（如口腔、消化道、食道、宫颈、阴道或皮肤表面等）的肿瘤表面，直接杀灭肿瘤细胞，以达到治疗肿瘤的目的．ｃ）引起细胞凋亡纳米ＴｉＯ２能够诱导细胞核微核形成，引起细胞凋亡．Ｒａｈｍａｎ等（２００２）在比较２０ｎｍ的ＴｉＯ２颗粒和２００ｎｍ的细ＴｉＯ２颗粒对原代大鼠胚胎成纤维原细胞（ＳＨＥｃｅｌｌｓ）的影响时发现，２０ｎｍ的ＴｉＯ２处理的细胞内微核数目显著升高，而２００ｎｍ的ＴｉＯ２却没有引起细胞内微核数目改变．采用透射电子显微镜观察发现细胞核内有典型的染色质边缘聚集现象，细胞核核仁消失，细胞膜气泡形成，凋亡小体可见；凝胶电泳观察ＤＮＡ出现梯状的随机断裂，暗示细胞发生凋亡．ｄ）损伤ＤＮＡ当用波长小于４００ｎｍ的紫外线照射纳米ＴｉＯ２时，在水溶液环境下，ＴｉＯ２会产生具有强氧化能力的自由基—・ＯＨ和Ｏ２・－，这些自由基可以攻击ＤＮＡ链上的鸟嘌呤碱基使Ｃ－８位发生羟基化而生成加合物８－羟基－２’－脱氧鸟苷（８－ＯＨｄＧ）．光敏剂锐钛矿型ＴｉＯ２纳米颗粒（２１ｎｍ）在光照条件下能够诱导小鼠淋巴瘤细胞的ＤＮＡ损伤，在无光照条件下，则对细胞核无损伤（Ｎａｋａｇａｗａｅｔａｌ．，１９９７）．用３２０￣４００ｎｍ的紫外线照射含有ＴｉＯ２的小牛胸腺ａ）：ＷａｎｇＪＸ，ＣｈｅｎＣＹ，ＪｉａｏＦ，ＬｉｕＹ，ＬｉＷ，ＬａｏＦ，ＬｉＹＦ，ＬｉＢ，ＺｈｏｕＧＱ，ＧａｏＹＸ，ＺｈａｏＹＬ，ＣｈａｉＺＦ．Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｒｅｄｏｘｓｔａｔｕｓａｎｄｎｅｕｒｏｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓｏｆｍｕｒｉｎｅｂｒａｉｎａｆｔｅｒｉｎｔｒａｎａｓａｌｉｎｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｏｆＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｊ］．Ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ１０９生态毒理学报第３卷ＤＮＡ，经高效液相色谱（ＨＰＬＣ）分析发现有８－ＯＨｄＧ生成，说明ＤＮＡ发生了氧化损伤，并且ＴｉＯ２的存在使人体表皮纤维原细胞的ＲＮＡ产生了光学过氧化（Ｗａｍｅｒａｅｔａｌ．，１９９７）．Ｈｉｄａｋａ等（１９９７）同样发现纳米ＴｉＯ２的紫外线吸收特性可以使ＤＮＡ和ＲＮＡ发生光学氧化作用．由于ＤＮＡ是生命体遗传繁殖的密码子，利用光照条件下纳米ＴｉＯ２对ＤＮＡ和ＲＮＡ的氧化损伤，一些科学家正在研究将其用于恶性肿瘤的治疗．２．２纳米ＴｉＯ２对生态系统的影响当纳米材料在被普遍研究和生产的同时，其也必将在研究、生产、运输、使用和废物降解等过程中进入空气、土壤、水和生物体组成的生态循环系统之中（Ｔａｎｇｅｔａｌ．，２００４；章军等，２００６）．虽然目前对纳米材料在这些过程中的蓄积和释放程度还不清楚，但是它们会通过在生态系统各环节中的潜在蓄积，从无生命的空气、水逐级富集后以多种暴露途径进入生物体，在特定组织（器官）中不断积累增大浓度，进而与生物大分子结合，产生显著的生物毒性效应．另外，它们还可以通过扩散和迁移，实现远距离的输送传播，在广阔的范围内对生态系统中的群体或个体生物带来相应的影响．张学治等（２００６）将鲤鱼暴露在含有纳米ＴｉＯ２的水中，一段时间后分析发现鱼体对纳米ＴｉＯ２具有一定程度的富集．在３ｍｇ・Ｌ－１及１０ｍｇ・Ｌ－１的浓度下，鲤鱼对纳米ＴｉＯ２的生物浓缩因子（ＢＣＦ）分别为６７５．５和５９５．４，并且纳米ＴｉＯ２在鱼腮和内脏中的富集量最高，鱼鳞和皮中次之，肌肉中的富集量最少．用含有５ｎｍＴｉＯ２的溶液培养铜绿微囊藻变种发现，纳米ＴｉＯ２可以促进藻内Ｏ２・－的产生、抑制抗氧化物酶（超氧化物歧化酶和过氧化氢酶）活性与总抗氧化能力，使藻体可溶性蛋白含量下降、脂质过氧化物含量增加（陆长梅等，２００２）．另外，有研究发现ＴｉＯ２包被的物质（如多壁碳纳米管和中空玻璃珠）经紫外线照射后能够明显抑制细菌和海藻的生长（Ｌｅｅ，２００５；Ｋｉｍｅｔａｌ．，２００５）．无论在光照还是在黑暗条件下，纳米ＴｉＯ２和ＺｎＯ均能促进ＲＯＳ的产生，抑制细菌（Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ和Ｅ．ｃｏｌｉ）的生长，并且存在一定的浓度效应（Ａｄａｍｓｅｔａｌ．，２００６）．Ｌｏｖｅｒｎ等（２００６）研究了纳米ＴｉＯ２和Ｃ６０对水生模式生物大型蚤（Ｄａｐｈｎｉａｍａｇｎａ）的影响，发现经ＴＨＦ过滤处理的ＴｉＯ２和Ｃ６０均能导致大型蚤死亡，呈剂量反应关系，且纳米ＴｉＯ２引起的毒性相对较弱；经超声制备的纳米ＴｉＯ２对水蚤没有产生明显的毒性作用，而Ｃ６０可以引起大型蚤死亡．该研究结果说明不同性质、不同制备方法的纳米材料对生物体的影响可能是不同的．２．３纳米ＴｉＯ２毒性作用机制目前对纳米ＴｉＯ２的生物毒性作用机制尚未完全了解，但是从国内外研究现状来看，ＲＯＳ的产生及体内氧化应激反应的增强是最主要的毒作用机制（Ｎｅｌｅｔａｌ．，２００６）．从材料本身的特性来讲，颗粒的尺寸越小，其比表面积就越大，而比表面积越大，与器官接触的活性点就越多，并造成颗粒与颗粒之间的聚合，从而沉积在组织器官内，虽然不能简单地就将纳米材料的毒性用小尺寸效应来解释，但可以肯定，颗粒尺寸越小，越不易被巨噬细胞所清除，越容易对组织器官产生毒害作用．纳米颗粒大的比表面积和单位质量中较多的粒子数目，可使纳米颗粒的表面反应活性成倍提高，与相同成分的常规颗粒相比，纳米颗粒表面更容易生成具有高反应能力的自由基（ＴｈｅＲｏｙａｌＳｏｃｉｅｔｙ＆ｔｈｅＲｏｙａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｐｏｒｔ，２００４；Ｄｏｎａｌｄｓｏｎｅｔａｌ．，２００１；Ｏｂｅｒｄ"ｒｓｔｅｒｅｔａｌ．，２００５）．自由基能够诱导细胞的氧化损伤和炎症反应，激活与免疫相关的一些分子的合成和释放，如细胞核转录因子（ＮＦ－κＢ）、前炎症细胞因子（ＴＮＦ－α和ＩＬ－１α，β）等（Ｎｅｌｅｔａｌ．，２００６；Ｄｏｎａｌｄｓｏｎｅｔａｌ．，２００３）．此外，纳米颗粒的表面基团决定着其电子特性，比如亲电子的表面基团可以与分子氧（Ｏ２）反应生成超氧阴离子（Ｏ２・－）自由基，进而通过Ｆｅｎｔｏｎ歧化反应生成ＲＯＳ；同样表面携带活性成分的纳米颗粒（如过渡金属铁或铜等）更是增强了其产生ＲＯＳ的能力（Ｏｂｅｒｄ!ｒｓｔｅｒｅｔａｌ．，２０００；Ｎｅｌｅｔａｌ．，２００６）．Ａｆａｑ等（１９９８）对大鼠一次性气管注入纳米ＴｉＯ２（２ｍｇ）之后，不仅发现肺泡巨噬细胞的数量增加，而且细胞内与氧化应激相关的蛋白酶如谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＳＨ－Ｐｘ）、谷胱甘肽还原酶（ＧＲ）、６－磷酸葡萄糖脱氢酶、谷胱甘肽硫转移酶（ＧＳＴ）的活性均有一定程度的升高．Ｓａｙｅｓ等（２００６）比较了两种晶型的纳米ＴｉＯ２（金红石和锐１１０。
