石墨烯自合成以来就以其独特的性质备受瞩目，在科研及工业领域有广阔的前景，作为明星纳米材料，其在产品中的使用日益增多，随之带来的环境生态风险也越大。本文以原生动物四膜虫为受试生物探究了不同浓度石墨烯在其体内的富集情况，并加入天然有机质使实验环境更接近自然环境，模拟石墨烯在真实环境中的自然归趋。实验结果表明石墨烯对四膜虫无急性毒性，短时间暴露不会影响四膜虫的生长，暴露2小时后单个四膜虫体内的富集量达到最大，随着暴露时间的延长其体内的石墨烯含量逐渐下降，原因很可能是四膜虫的生长速率大于了吸收速率。此外，还发现天然有机质对四膜虫富集石墨烯无明显影响。该研究为石墨烯在水环境中的风险表征提供实验数据，也可为以后的研究提供基础资料。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1材料3
1.2仪器3
1.3方法3
1.3.1 四膜虫的培养3
1.3.2四膜虫的计数3
1.3.3石墨烯对四膜虫的生长影响探究3
1.3.4 四膜虫对不同浓度石墨烯的暴露和定量4
1.3.5 天然有机质对四膜虫富集石墨烯的探究4
2结果及分析4
2.1石墨烯对四膜虫的生长影响4
2.2四膜虫对不同浓度石墨烯的富集规律 5
2.3天然有机对四膜虫富集石墨烯的影响7
3讨论8
致谢10
参考文献11
四膜虫对水中14C石墨烯的富集研究
引言
引言
石墨烯是sp2杂化碳原子按照蜂窝形状紧密聚集而成的二维层状无机碳纳米材料，厚度仅为0.35纳米（一个碳原子），作为其他维度碳纳米材料的结构单位，单层石墨烯翘曲可形成富勒烯（零维）、卷曲可形成碳纳米管（一维）、堆砌可形成石墨（三维）。自Novoselov 和Geim 等[1]于2004年成功利用石墨合成石墨烯以来，其的各种物理化学性质被广泛研究，因为石墨烯优良的特征，如透光性好，导电性、导热性高，比表面积大，强度高，其在电子、能源、复合材料、传感器及医学[2]范 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
畴的使用日益普及,是理想的优质原材。新技术的开发很大地降低了生产成本，使石墨烯得以批量生产从而能够应用到更多产品中，石墨烯从合成就被赋予了很大期望，一直作为热点研究对象，近几年相关专利层出不穷，为石墨烯及其衍生物的制备和商业化应用创建了很大的发挥空间，估计至2025年石墨烯的市场投资额将高达4亿美金[3]。由于石墨烯制作工艺的改进和生产成本的降低，其相关产品的生产、使用量持续增长，但在产品的生命周期中，石墨烯将非常有可能会通过各种途径进入水体、土壤、大气，对微生物、动植物带来一定的生态风险，这与石墨烯自身颗粒直径很微小有关，环境中的石墨烯较容易进入生物机体内，对机体的正常功能的运行造成干扰，所以对我们人来说，这些微小颗粒也很容易通过吸入、食入或皮肤渗入进入机体[4]，产生健康隐患。虽然这方面的研究尚不完善，但已有一些报道表明石墨烯在环境中可能具有生态健康风险[59]。目前对这些碳纳米材料的基础结构石墨烯在水体生物中的富集却鲜有见到，所以对石墨烯的暴露过程研究是具有实用和科学意义的，可以为他人做水生生物的食物链探究提供基础资料，也可以为石墨烯水环境的风险表征提供实验依据。
四膜虫属于纤毛门寡毛纲膜口目膜口科四膜虫属，已知有十多个种类，外观呈倒卵形或者梨形，体长约40至60微米[10]，其胞体腹前方长有口器，由4片纤毛膜构成，这也是其名字的由来，浑身遍布数百根约46微米长的纤毛，呈纵状排列，口后一般有2个纤毛带，胞体后端还有2个伸缩泡和1个胞肛。繁殖方式有无性生殖和有性生殖，无性生殖是二分裂，有性生殖是接合生殖。四膜虫散布广泛，大多产于淡水，也有少数生活在咸水和温泉水中，基本在各地的淡水中都能找到它，只是因为肉眼看起来只有针尖大点儿不易引起人们的注意，食物主要是水中的有机质和细菌，四膜虫本身对人体并没有健康危害。四膜虫与高等哺乳动物的代谢类型相似，因为其细胞非常接近动物细胞，其含有除中间纤维外的其他动物细胞的基本构造，但是没有叶绿体、液泡等植物细胞所具有的特征结构[1112]。四膜虫繁殖速度极快（世代时间约为1.53h）、细胞密度可达到极高的真核生物水平[1314]，而且其较其他高等生物而言，对有毒物质的响应更为敏感、直接，是生物毒性试验的较好选择，已被广泛应用于环境毒理学的研究中，已有的研究表明四膜虫作为受试生物对生态毒理学的研究有着很大的实用价值[15],已被普遍认同为检测外源性化学物质潜在毒性的有效工具[16]。几十年来四膜虫作为毒理学和生态毒理学的优秀受试生物，被用于药物、无机物、有机物的风险评价中。有一些学者曾用绿脓杆菌和四膜虫构成微生物食物链，观察TiO2 NPs在其中的传递，并检测生物放大效应[17]，此外曾有探究Cd量子点的生物传递行为是以细菌和四膜虫的食物链作为工具的，结论表面四膜虫能通过摄食细菌从而富集其体内的Cd QDs，这一转移行为实现了微生物食物链间的生物放大效应[18]。利用四膜虫作为受试生物可以探究被测物在细胞水平的毒作用机理，它在水体环境中自由地游动，个体所产生的各种行为深受所处环境的影响，对外来物质更敏感尤其是持久性有毒化学污染物，所以相关的研究已有很多，而对于21世纪的明星材料石墨烯还没有人用四膜虫作为受试对象来探究其的暴露富集过程，四膜虫处于食物链的基础地位，又是物质循环的重要参与者，探究四膜虫对石墨烯的富集规律有助于为生态风险评价提供基础数据。
作为近几年国内外研究和关注热点的NOM（Nature organic matter,天然有机质）[1921]，是自然界中的有机混合物[22]，由动植物的残体分解形成，其结构组成和化学组分相当复杂，含有蛋白质、纤维素、糖类、小分子的有机酸及腐殖酸等，广泛分布于大气、土壤、水体、沉积物等地表环境介质中，有着不可忽视的环境生态价值，并且参与物质能量循环中，密切联系着生态系统的各个环节[23]。NOM表面有丰富的极性官能团和非极性官能团，起着类似于于表面活性剂的作用，NOM对周边物质的相互作用受其官能团的种类和数量、表面电位的分布、分子量的大小及类表面活性剂的含量的影响，在自然界中，生物地球化学过程中的风化、水流等作用会使环境中NOM出现一些反应，造成理化性质的地方性迥异，如面对环境存在的最遍布的水解作用，在水解作用中NOM中的一些易水解组分（糖类、脂肪等）可能会消失，还有一些像漂白这样的氧化作用，也是地球化学循环中不可少的反应类型，可导致NOM中的芳香性组分消失，由此可见NOM中可改变的组成部分是糖类、脂肪族成分，因为它们只有很小的空间位阻，芳香族成分是不易改变的，有比较大的空间位阻[2429]。天然有机质可以为异养生物提供能源，是氮磷养分循环的重要环节，并且其还可以吸附或络合环境中的污染物，影响着各类污染物的迁移转化行为、毒作用大小、生物有效性等。在土壤中，疏水性有机污染物主要粘附于有机质上[30]，在水体中，有毒金属离子会与有机质结合成有而存在[31]。目前已开展了很多与NOM有关的环境污染工作，但大多与重金属有关，对于纳米材料却很少，有研究指出碳纳米管会与环境中的NOM发生激烈地相互作用，碳纳米管的分散形态会发生很大的变化，最终影响碳纳米管的环境归趋[3238]。Mao等在斑马鱼富集石墨烯的实验中加入NOM发现斑马鱼对石墨烯的富集量会升高，为没有NOM的2.5倍，而且由于石墨烯与NOM发生了相互作用，在斑马鱼中能停留更长的时间也更难被代谢掉。但是NOM的存在并不会改变富集部位。研究有无 NOM不同情况下的待测物的环境行为，是使实验环境更接近于真实的自然环境，模拟在自然界中污染物的环境迁移、转化，更能进一步地考察被测物的环境归趋。

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