纳米氧化铜对白菜种子发芽的毒害作用研究

农业环境科学学报2011,30(9):1830-1835JournalofAgro-EnvironmentScience

纳米氧化铜对白菜种子发芽的毒害作用研究

向垒1,莫测辉1*,卢锡洪2,吴小莲1,李彦文1,黄献培1,屈相龙1,郝黄韵怡1

程学院,广东高校环境与能源化学重点实验室,广州510275)

艳1,

(1.暨南大学环境工程系,广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室,广州510632;2.中山大学化学与化学工

摘要:纳米材料的生态毒性问题越来越受到人们的广泛关注。本文探讨了纳米氧化铜(22~75nm,平均43nm)对白菜种子发芽的

影响,并以微米氧化铜和铜离子(Cu2+)进行对比分析。结果表明,各浓度处理(0.2、0.5、1、2、4、8mg·L-1)纳米氧化铜对白菜种子发芽),但在较低浓度下(0.4mg·L-1)对根伸长和芽伸长即表现出抑制作用。随着纳米氧化铜浓度增率与对照相比均无显著差异(P>0.05)分别为11.4mg·L-1和1309.4mg·L-1。100mg·L-1加,对根伸长抑制率显著提高,对芽伸长抑制率则缓慢提高,其半抑制浓度(IC50时,微米氧化铜对白菜根、芽伸长的抑制率都小于20%,其毒性小于纳米氧化铜;但纳米氧化铜的毒性并非其溶解出的铜离子所致。关键词:纳米颗粒;氧化铜;种子发芽;毒性;白菜X503.231中图分类号:

文献标志码:A

文章编号:1672-2043(2011)09-1830-06

ToxicityofCopperOxideNanoparticlestotheSeedGerminationofChineseCabbage

XIANGLei1,MOCe-hui1*,LUXi-hong2,WUXiao-lian1,LIYan-wen1,HUANGXian-pei1,QUXiang-long1,HAOYan1,HUANGYun-yi1(1.KeyLaboratoryofWater/SoilToxicPollutantsControlandBioremediationofGuangdongHigherEducationInstitutions,DepartmentofEnvironmentalEngineering,JinanUniversity,Guangzhou510632,China;2.KeyLaboratoryofEnvironmentandEnergyChemistryofGuang-dongHigherEducationInstitues,SchoolofChemistryandChemicalEngineering,SunYat-SenUniversity;Guangzhou510275;China)Abstract:Eco-toxicityofnanomaterialswassubjecttomoreandmoreattentionrecently.Thetoxicityofcopperoxidenanoparticles(22~75nm,theaverage43nm)toseedgerminationofChinesecabbagewasinvestigated,andthecounterpartinvestigationofcopperoxidemicronparticleandcopperionswerecompared.Theresultsshowedthattheeffectofcopperoxidenanoparticleswithintheconcentrationsof0.2,0.5,1,2,4mg·L-1and8mg·L-1onseedgerminationrateofChinesecabbageshowednosignificantdifferencecomparedwithcontrol(P>0.05),buttheinhibitationofrootelongationandshootelongationwasobservedinlowerconcentrations.Withtheincreasingconcentrationsofcopperoxidenanoparticles,inhibitionrateincreasedsignificantlyforrootelongationbutslowlyforshootelongation,withhalf-inhibitoryconcentra-tion(IC50)of11.4mg·L-1and1309.4mg·L-1,respectively.Thetoxicityofcopperoxidenanoparticleswasstrongerthanthatofcopperoxidemicronparticle.Howeverthecopperion(Cu2+,0.22mg·L-1)dissolvedfrom8mg·L-1ofcopperoxidenanoparticlescontributedtotheinhibi-tationonly4.6%forrootelongationandalmostzeroforshootelongation.

Keywords:nanoparticles;copperoxide;seedgermination;toxicity;Chinesecabbage

纳米材料是指任何一维几何尺寸处于纳米尺度(1~100nm)、并具有特殊性能的材料[1-3]。由于其尺度

收稿日期:2011-05-12基金项目:国家自然科学基金项目(41071211);广东省科技计划项目

);广东省高校高层次人才项目;广州市科(2010B020311006

技计划项目(10A82070466);暨南大学第七批本科生科技创新工程项目(CX11021)

作者简介:向垒(1987—),男,硕士生,研究方向为土壤污染与修复,

E-mail:wuxian622622@http://www.mianfeiwendang.com

*通讯联系人:莫测辉E-mail:tchmo@http://www.mianfeiwendang.com

和结构方面的特点,纳米材料具有优越的磁性、电导

性、反应活性和光学性质等特点[4],因而广泛应用于电子、医药、食品、纺织、化工、军事、航空航天等各种行业[1],最近几年其产量将超过几百万t·a-1,全球市场可达1000亿美元·a-1[5]。

流行病学研究表明,大气细颗粒物尤其纳米级超细颗粒物的浓度与呼吸系统疾病发病率特别是肺癌死亡率呈正相关[6]。随着纳米材料的大规模生产和使用,不可避免地不断进入环境中,并发生复杂的迁移

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