纳米塑料对典型水生微生物的生物效应与作用机制
发布时间：2022-10-10 12:08
截止到2015年,全球累计生产了 83亿吨塑料。但是,所有生产的塑料中只有6-26%被回收利用,其余的最终被填埋或释放到环境。进入环境中的塑料,在多种非生物与生物作用下,会被分解成微塑料（＜5 mm）甚至纳米塑料（＜100 nm）。纳米塑料还来源于工业直接制造的纳米颗粒。这些纳米塑料能够穿透细胞膜并在生物体的组织和器官中蓄积,从而引发生理代谢紊乱、生长障碍、生殖适应能力下降甚至早期死亡。此外,纳米塑料能够吸附并富集水环境中的有机污染物,从而增加该复合体被暴露的生物吸收和累积速率,并通过食物链和纳米颗粒的远距离运输将复合体转移到其他环境中,从而对生态系统产生威胁。因此,纳米塑料在水环境中的生物效应已成为全球关注的问题。但是,当前的研究主要聚焦于纳米塑料对动物特别是海洋动物的影响。基于此,本论文根据水生生态系统中纳米塑料的环境行为和归趋,研究纳米塑料对典型水生微生物的生物效应和作用机制,为评估纳米塑料的生态环境效应以及其可能存在的环境风险提供基础数据。本论文的主要内容和结论如下:（1）解析了纳米塑料与污水处理厂中微生物聚集体的相互作用机制。通过活性污泥内源呼吸速率测定,发现纳米塑料对活性污...
【文章页数】：190 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 塑料与纳米塑料
1.1.1 塑料污染与纳米塑料
1.1.2 纳米塑料的来源
1.1.3 纳米塑料的特性
1.1.4 纳米塑料的环境行为
1.1.5 纳米塑料的分离与鉴定
1.1.6 微塑料的分布
1.2 纳米塑料对水生生物的生物效应与作用机制
1.2.1 对水生微生物的生物效应与作用机制
1.2.2 对滤食动物的生物效应与作用机制
1.2.3 对其他高级消费者的生物效应与作用机制
1.3 纳米塑料与有机污染物的联合毒性
1.3.1 纳米塑料与其添加剂的联合毒性
1.3.2 纳米塑料与附着持久性有机污染物的联合毒性
1.4 本论文的目的、意义及内容
1.4.1 本论文的意义和目标
1.4.2 技术路线
1.4.3 本论文的主要内容
第二章 纳米塑料对污水处理厂中微生物聚集体的生物效应与作用机制
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 纳米塑料的制备及表征
2.2.2 暴露实验设置及急性抑制测定
2.2.3 EPS提取
2.2.4 EPS与纳米塑料相互作用的分析
2.2.5 统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 内源呼吸速率急性抑制
2.3.2 XPS分析
2.3.3 FTIR分析
2.4 本章小结
第三章 纳米塑料对模式菌株细长聚球藻的生物效应与作用机制
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 纳米塑料的表征
3.2.2 细长聚球藻的培养与突变菌株的构建
3.2.3 纳米塑料短期暴露实验
3.2.4 氧化应激测定
3.2.5 细胞膜完整性评估
3.2.6 非靶向代谢组学分析
3.2.7 统计分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 PS-NH2特性及其对细长聚球藻的抑制作用
3.3.2 PS-NH2短期暴露影响细长聚球藻的代谢产物
3.3.3 PS-NH2短期暴露影响细长聚球藻的生物通路
3.3.4 PS-NH2短期暴露干扰谷胱甘肽代谢途径
3.3.5 PS-NH2短期暴露破坏了细胞膜完整性
3.4 本章小结
第四章 纳米塑料对铜绿微囊藻的生物效应与作用机制
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 铜绿微囊藻的纳米塑料暴露实验
4.2.2 叶绿素a与MC含量测定
4.2.3 细胞膜完整性评估与纳米塑料胞内分布
4.2.4 氧化应激测定
4.2.5 光合系统Ⅱ中psbD基因相对表达
4.2.6 iTRAQ定量蛋白质组分析
4.2.7 统计分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 PS-NH_2促进铜绿微囊藻MC的合成及释放
4.3.2 PS-NH_2短期与长期暴露影响铜绿微囊藻的生物通路
4.3.3 筛选与促进MC的合成和释放有关的关键蛋白
4.4 本章小结
第五章 纳米塑料与四环素对中肋骨条藻的联合毒性
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 纳米塑料的制备及表征
5.2.2 纳米塑料对四环素的吸附等温线
5.2.3 纳米塑料的粒径与电势测定
5.2.4 纳米塑料与四环素的联合毒性
5.3 结果与讨论
5.3.1 从吸附体系分离纳米塑料
5.3.2 盐度对纳米塑料聚集的影响
5.3.3 纳米塑料对四环素的吸附
5.3.4 纳米塑料与四环素对中肋骨条藻的联合毒性
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
博士期间成果目录
附录一 英文缩写与中文名称对照表
附录二 已发表论文全文
外文论文
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3689594
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【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 塑料与纳米塑料
1.1.1 塑料污染与纳米塑料
1.1.2 纳米塑料的来源
1.1.3 纳米塑料的特性
1.1.4 纳米塑料的环境行为
1.1.5 纳米塑料的分离与鉴定
1.1.6 微塑料的分布
1.2 纳米塑料对水生生物的生物效应与作用机制
1.2.1 对水生微生物的生物效应与作用机制
1.2.2 对滤食动物的生物效应与作用机制
1.2.3 对其他高级消费者的生物效应与作用机制
1.3 纳米塑料与有机污染物的联合毒性
1.3.1 纳米塑料与其添加剂的联合毒性
1.3.2 纳米塑料与附着持久性有机污染物的联合毒性
1.4 本论文的目的、意义及内容
1.4.1 本论文的意义和目标
1.4.2 技术路线
1.4.3 本论文的主要内容
第二章 纳米塑料对污水处理厂中微生物聚集体的生物效应与作用机制
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 纳米塑料的制备及表征
2.2.2 暴露实验设置及急性抑制测定
2.2.3 EPS提取
2.2.4 EPS与纳米塑料相互作用的分析
2.2.5 统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 内源呼吸速率急性抑制
2.3.2 XPS分析
2.3.3 FTIR分析
2.4 本章小结
第三章 纳米塑料对模式菌株细长聚球藻的生物效应与作用机制
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 纳米塑料的表征
3.2.2 细长聚球藻的培养与突变菌株的构建
3.2.3 纳米塑料短期暴露实验
3.2.4 氧化应激测定
3.2.5 细胞膜完整性评估
3.2.6 非靶向代谢组学分析
3.2.7 统计分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 PS-NH2特性及其对细长聚球藻的抑制作用
3.3.2 PS-NH2短期暴露影响细长聚球藻的代谢产物
3.3.3 PS-NH2短期暴露影响细长聚球藻的生物通路
3.3.4 PS-NH2短期暴露干扰谷胱甘肽代谢途径
3.3.5 PS-NH2短期暴露破坏了细胞膜完整性
3.4 本章小结
第四章 纳米塑料对铜绿微囊藻的生物效应与作用机制
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 铜绿微囊藻的纳米塑料暴露实验
4.2.2 叶绿素a与MC含量测定
4.2.3 细胞膜完整性评估与纳米塑料胞内分布
4.2.4 氧化应激测定
4.2.5 光合系统Ⅱ中psbD基因相对表达
4.2.6 iTRAQ定量蛋白质组分析
4.2.7 统计分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 PS-NH_2促进铜绿微囊藻MC的合成及释放
4.3.2 PS-NH_2短期与长期暴露影响铜绿微囊藻的生物通路
4.3.3 筛选与促进MC的合成和释放有关的关键蛋白
4.4 本章小结
第五章 纳米塑料与四环素对中肋骨条藻的联合毒性
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 纳米塑料的制备及表征
5.2.2 纳米塑料对四环素的吸附等温线
5.2.3 纳米塑料的粒径与电势测定
5.2.4 纳米塑料与四环素的联合毒性
5.3 结果与讨论
5.3.1 从吸附体系分离纳米塑料
5.3.2 盐度对纳米塑料聚集的影响
5.3.3 纳米塑料对四环素的吸附
5.3.4 纳米塑料与四环素对中肋骨条藻的联合毒性
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
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附录二 已发表论文全文
外文论文
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本文编号：3689594
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