典型纳米颗粒环境行为及生物效应

本书针对纳米材料广泛生产和应用所带来的潜在环境生态风险问题，聚焦典型纳米颗粒的环境行为与生物效应，系统阐述纳米材料在环境中的迁移转化规律、生态毒性机制及在污染治理中的应用。全书共分8章，总结了作者在碳纳米材料对有机污染物的吸附机制、光催化纳米材料对抗生素的降解机制、纳米氧化锌/针铁矿对水环境中有机磷形态的转化影响等环境行为方面的工作，并进一步利用宏转录组、代谢组学等组学技术解析了纳米颗粒对水生藻类的分子作用机制。本书通过多学科交叉视角，揭示纳米材料-生物-环境相互作用，为纳米材料安全应用、风险管控及环境修复技术优化提供理论支撑。

目录前言第1章 绪论 11.1 人工纳米颗粒的定义与应用 11.2 石墨烯材料的吸附行为 11.2.1 石墨烯材料的结构特征 21.2.2 石墨烯材料对有机物的吸附行为及机制 21.3 碳纳米管材料的吸附行为 31.3.1 碳纳米管材料的结构特征 31.3.2 碳纳米管材料对有机物的吸附行为及机制 31.4 纳米氧化锌 41.4.1 纳米氧化锌颗粒的环境行为 41.4.2 纳米氧化锌的生物效应 51.5 纳米银 141.5.1 纳米银的环境行为 151.5.2 纳米银的生物效应 181.6 二硫化钼纳米颗粒 201.6.1 二硫化钼纳米颗粒的物化特征和环境行为 211.6.2 二硫化钼纳米颗粒的生物效应 221.7 水体中磺胺类抗生素的污染特征及降解行为 231.7.1 磺胺类抗生素概况 231.7.2 磺胺类抗生素的光降解行为 241.7.3 水环境因子对磺胺类抗生素的光降解的影响 251.8 水体中光催化材料对磺胺类抗生素降解机制研究 281.8.1 光催化技术原理及发展 281.8.2 氮化碳光催化技术 301.8.3 羟基氧化铁催化技术 321.8.4 过氧乙酸和过硫酸盐高级氧化技术 33参考文献 37第2章 碳纳米材料对磺胺甲唑和环丙沙星的吸附机制 562.1 碳纳米材料对磺胺甲唑的吸附机制以及溶解性有机质的影响 572.1.1 碳纳米管的物化特征表征 572.1.2 碳纳米材料对磺胺甲唑的吸附结果及机制 622.1.3 含氧官能团对碳纳米材料吸附磺胺甲唑的影响 662.1.4 溶解性有机质对碳纳米材料吸附磺胺甲唑的影响 672.1.5 小结 702.2 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对环丙沙星的吸附和解吸研究 702.2.1 石墨烯和蒙脱石的物化特征表征 712.2.2 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对环丙沙星的吸附结果 742.2.3 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对环丙沙星的吸附机制 762.2.4 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对环丙沙星的解吸结果及机制 822.2.5 小结 832.3 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对磺胺甲唑的吸附和解吸研究 842.3.1 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对磺胺甲唑的吸附结果 842.3.2 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对磺胺甲唑的吸附机制 862.3.3 模拟胃肠液中石墨烯和蒙脱石对磺胺甲唑的解吸结果及机制 902.3.4 小结 912.4 结论 91参考文献 92第3章 光催化纳米材料对磺胺类抗生素的光化学降解机制 963.1 水环境条件对磺胺类抗生素光降解的影响 973.1.1 pH 对磺胺类抗生素光降解的影响 973.1.2 阴离子对磺胺类抗生素光降解的影响 993.1.3 阳离子对磺胺类抗生素光降解的影响 1003.1.4 DOM对磺胺类抗生素光降解的影响 1033.1.5 溶解性物质共存对磺胺类抗生素光降解的复合影响 1113.1.6 中间产物及降解机理分析 1153.1.7 小结 1193.2 光催化材料制备及对磺胺类抗生素的光催化降解 1193.2.1 光催化材料的制备 1193.2.2 光催化材料的表征 1203.2.3 光催化降解磺胺类抗生素的结果 1293.2.4 DOM对磺胺类抗生素光降解的影响 1363.2.5 中间产物及降解机理分析 1393.2.6 小结 1393.3 结论 141参考文献 141第4章 纳米氧化锌/针铁矿对水体中典型有机磷的转化影响 1444.1 纳米氧化锌对有机磷的降解行为研究 1454.1.1 ZnO NPs对有机磷的降解效果 1454.1.2 降解前后溶液中有机磷形态变化特征 1484.1.3 ZnO NPs和有机磷降解反应产物分析 1534.1.4 小结 1614.2 ZnO NPs/针铁矿对有机磷的复合降解行为研究 1614.2.1 复合物的制备与表征 1614.2.2 ZnO NPs复合针铁矿和有机磷反应后的降解效果 1624.2.3 ZnO NPs复合针铁矿对有机磷的形态转化 1624.2.4 小结 1664.3 结论 168参考文献 169第5章 纳米银对小球藻的生物效应影响 1715.1 浓度梯度Ag NPs对小球藻的毒性以及EPS 的调控作用 1725.1.1 叶绿素a含量 1725.1.2 膜完整性和ROS水平分析 1735.1.3 显微镜下Ag NPs分布和小球藻形态变化 1735.1.4 EPS 对Ag NPs环境行为的调控 1785.1.5 EPS 对Ag NPs毒性的调控 1805.1.6 小结 1815.2 Ag NPs多次暴露模式对小球藻的影响以及EPS的调控作用 1825.2.1 小球藻生长抑制率和色素含量 1825.2.2 ROS水平和膜完整性 1835.2.3 小球藻富集Ag NPs 含量 1835.2.4 EPS 对Ag NPs多次暴露模式环境行为的调控 1845.2.5 EPS 对Ag NPs多次暴露模式毒性的调控 1875.2.6 小结 1885.3 Ag NPs 多次暴露对小球藻转录组和代谢组的影响 1895.3.1 转录组分析 1895.3.2 代谢组分析 1985.3.3 转录组和代谢组联合分析 2035.3.4 小结 2075.4 结论 208参考文献 209第6章 纳米银介导下纳米赤铁矿/抗生素对藻菌体系的影响 2136.1 Ag NPs介导下Hem NPs对小球藻的影响 2146.1.1 材料表征 2146.1.2 生物指标分析 2206.1.3 转录组分析 2226.1.4 代谢组分析 2246.1.5 转录组和代谢组联合分析 2326.1.6 小结 2346.2 Ag NPs介导下Hem NPs/抗生素对藻菌体系中小球藻的影响 2346.2.1 生化指标分析 2356.2.2 转录组分析 2366.2.3 代谢组分析 2386.2.4 小结 2436.3 Ag NPs 介导下Hem NPs/抗生素对藻菌体系中细菌的影响 2456.3.1 藻际环境中ARGs和MGEs的丰度 2456.3.2 藻际环境中细菌群落组成 2506.3.3 ARGs的驱动因素 2606.3.4 藻代谢物与细菌之间的潜在相互作用 2626.3.5 小结 2646.4 结论 266参考文献 267第7章 二硫化钼与磺胺嘧啶/藻代谢物对小球藻的生物效应 2717.1 SLMoS2对小球藻毒性效应 2727.1.1 小球藻最大吸光度的确定 2727.1.2 SLMoS2 暴露下小球藻生长情况的测定 2737.1.3 小球藻细胞氧化应激的测定 2747.1.4 小球藻对SLMoS2的内化分析 2757.1.5 小结 2777.2 藻细胞代谢物对SLMoS2的毒性影响 2787.2.1 藻细胞代谢物对SLMoS2理化性质影响 2787.2.2 藻细胞代谢物对SLMoS2的小球藻毒性影响 2897.2.3 小结 2947.3 磺胺嘧啶对SLMoS2小球藻的毒性影响 2957.3.1 SLMoS2对SDZ光催化降解及影响因素 2957.3.2 SLMoS2光催化降解SDZ影响因素 2967.3.3 SDZ的降解途径 3007.3.4 磺胺嘧啶反应体系对SLMoS2的形貌变化影响 3027.3.5 磺胺嘧啶和SLMoS2对小球藻的复合毒性效应 3037.3.6 小结 3077.4 结论 307参考文献 308第8章 天然有机质对纳米银的植物效应影响 3108.1 NOM对Ag NP的环境行为及小麦植物积累影响 3108.1.1 Ag NP和NOM的表征结果 3118.1.2 NOM对Ag NP溶解？结合和稳定行为的影响 3148.1.3 NOM-Ag NP复合物的表面元素价态及结合分析 3188.1.4 Ag NP 植物积累和Ag NP-NOM对小麦生长的影响 3218.1.5 小结 3228.2 NOM对Ag NP水环境中水稻毒性转变的研究 3238.2.1 水稻种子萌发芽及根伸长抑制变化 3238.2.2 水稻生长初期的Ag NP的植物毒性变化 3238.2.3 水稻新生根部细胞壁成分的转变 3288.2.4 植物体内重金属分布变化 3298.2.5 小结 3318.3 共生水环境中Ag NP的植物毒性 3318.3.1 最佳吸收波长及生长曲线 3318.3.2 EPS 表征 3338.3.3 EPS 对于Ag NP小球藻毒性的影响 3338.3.4 EPS 对于Ag+的溶出的影响及Ag NP的内化 3358.3.5 共生环境中EPS对Ag NP的植物毒性转变的影响 3378.3.6 小结 3398.4 结论 339参考文献 340