1. 研究目的与意义
研究背景:纳米二氧化钛是白色疏松粉末,屏蔽紫外线作用强,有良好的分散性和耐候性。可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域,作为紫外线屏蔽剂,防止紫外线的侵害。也可用于高档汽车面漆,具有随角异色效应。纳米tio2具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米tio2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、超亲水性、非迁移性,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。大量生产和应用将使纳米ti02不可避免的以各种形式释放到环境中,造成该材料与环境中众多生产者、消费者和分解者的广泛接触,从而引起潜在的毒性和危害。因此,纳米ti02生物毒性的分析是一个急需开拓的领域。二氧化钛在一般情况下与大部分物质不发生反应。但是人的机体与外界接触部位均有相应防御机制阻止危害物质进入,然而这些防御机制对纳米二氧化钛颗粒效力有限,呼吸道、表皮和消化道是纳米颗粒侵入机体的3个主要部位。通常情况下,呼吸道接触纳米颗粒是最为常见的方式,所以对此的生物毒性研究最多的是肺部毒性。对肺部的毒性作用肺脏暴露于难溶颗粒物后,随着暴露时间延长,相继出现炎症细胞增生、肺泡上皮细胞损伤、肺重量增加等炎症症状。
生态风险评价是认识生态健康和污染物可能对生态环境产生不良影响的重要手段,而物种敏感性分布法是使用较为广泛的评价方法,其核心步骤是筛选出合适物种的毒性数据进行曲线拟合。ssd法是基于不同物种对同一污染物敏感性的差异,以多个有代表性敏感物种的急性或慢性毒性数据为基础,构建 统计分布模型来评估环境浓度下污染物对生态系统的风险。物种敏感性分布法(ssd法)设定所获物种的毒性数据是在整个生态系统所有物种中随机选取,并且假设生态系统中不同物种的毒性数据符合某概率分布函数;通过数据检验和模型拟合,计算出保护95%以上物种的浓度水平hc5,确定风险最大的物种类别。ssd法在一定程度上能够表征特定区域生态系统的特征。
研究目的及意义:本课题选ntio2为研究对象,采用物种敏感性分布法计算ntio2对不同生物类别的5%危害浓度值hc5,并应用评价因子法以及毒性百分数排序法对ntio2进行生态风险定量评价,以期为ntio2的污染控制与合理使用提供科学的参考依据。
2. 研究内容和预期目标
本课题主要从以下方面进行研究:
(1)毒性数据筛选与分析:
使用lc50(或ec50)或noec值等急性或慢性数据,利用美国环保署ecotox数据库(http://www.epa.gov/ecotox/)和相关文献,搜集纳米二氧化钛对不同物种生物的毒理数据。
3. 研究的方法与步骤
(1)毒性数据收集与筛选:运用关键词对中国知网、万方数据库、elsevier、spring google scholar和pubmed等数据库中收集ntio2污染的分布特征;收集ntio2对生物的毒理数据(ecotox数据库和相关文献)。
(2)使用lc50(或ec50)或noec值等急性或慢性数据:致死中浓度(lc50)指在动物急性毒性试验中,使受试动物半数死亡的毒物浓度,需注意这些指标只反映治疗作用与急性毒性的关系,并不能反映慢性毒性、过敏性。
(3)对于同一个物种拥有多个毒理数据的情况,采用浓度的几何均值作为该物种的数据点。为了分析比较不同物种生物受到二氧化钛污染危害风险的大小,将数据分为3种情况考虑:1、全部物种不进行细分,整体分析二氧化钛对不同物种生物的影响;2、把全部物种细分为动物和微生物两大类;3、全部物种细分为藻类、鼠类、酵母菌、蚤类、果蝇等几组,分别进行处理。
4. 参考文献
[1]YuxiongWang,LeiRao,PeifangWang,ZhenyuShi,LixinZhang.
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[3]胡习邦,曾东,王俊能,等.应用物种敏感性分布评估苯胺的水生生态风险[J].生态环境学报,2016,25(03):471-476.
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[6]杜建国,赵佳懿,陈彬,等.应用物种敏感性分布评估中国近海和福建主要海湾水体重金属生态风险[J].生态毒理学报,2013,8(04):554-560.
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[10]曾庆楠,安毅,秦莉,等.物种敏感性分布法在建立土壤生态阈值方面的研究进展[J].安全与环境学报,2018(3):1220-1224.
5. 计划与进度安排
(1)2022-2022-1学期17~19周~2022-2022-2学期第1周~第2周(2022-12-23~2022-3-6),查阅相关文献,准备开题报告,外文论文翻译;
(2)第3周~第4周(2022-3-9~3-20),综合相关文献资料,撰写开题报告,第3周前在系统中完成开题报告。设计实验方案并进行预实验;
(3)第5周~第11周(2022-3-23~5-8),整理数据,进行实验;具体包括:不同生物类别毒性数据获得、收集与筛选;生物类别的选择和数据处理;
