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随着AgNP产品的广泛运用,被释放到生态环境中的AgNP已经不可避免,并会对环境中的生物造成潜在风险,因此我们有必要对纳米银的环境行为展开研究。本文选取AgNP为研究对象,重点研究了AgNP对植物的生物有效性以及食物链传递规律:首先在实验室合成了稳定性较好的AgNP;考察了AgNP对大豆生长过程中的光合系统Ⅱ的影响;研究了在不同暴露途径下大豆对AgNP吸收转运的影响;分析了Ag NP在生菜-蜗牛食物链传递中的传递规律,以及蜗牛在水相暴露中对AgNP的积累,并建立生物动力学模型。最后进行了同位素109AgNP和Ag2S-NP的暴露实验。主要研究成果如下:(1)大豆水培暴露AgNP和AgNO3,AgNP及AgNO3浓度分别设置为0、1、5、10 mg·L-1和0、0.1、0.5、1 mg·L-1。测定了AgNP及AgNO3处理对大豆生物量的影响以及测定大豆叶片中的叶绿素含量,运用叶绿素荧光技术分析了AgNP和AgNO3处理对大豆光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响。实验结果发现,高浓度AgNP、AgNO3处理组的大豆地上部和地下部生物量与空白对照组相比分别降低了36.8%、40.5%和32.8%、36.6%;高浓度AgNP、AgNO3处理组大豆叶绿素a和叶绿素b的含量与空白对比分别降低了25.2%、22.8%和31.5%、23.3%。同时AgNP及AgNO3处理会降低大豆叶片PSⅡ系统的活性。(2)大豆在叶面暴露,根系暴露和综合暴露三种途径下暴露于10 mg·L-1AgNP和1 mg·L-1 AgNO3,主要考察不同暴露途径下AgNP及AgNO3在大豆各组织中的吸收和转运。结果表明大豆新叶中积累的总银含量为0.06-1.03μg·g-1,仅叶面暴露的大豆的根部积累总银含量为1.07-1.47μg·g-1,即AgNP能够从叶面转运至地下部。大豆叶面暴露AgNP对应的迁移系数远低于根部暴露AgNP的迁移系数(0.002 vs.0.28)。不论暴露途径,AgNP处理的迁移系数均小于AgNO3处理(0.002-0.28 vs.0.011-0.71)。本研究表明暴露途径和Ag形态均会对大豆新叶中Ag的积累量及转运过程产生影响。(3)研究了蜗牛对AgNP以及AgNO3的食物相、水相暴露试验,研究结果表明,蜗牛对AgNP和AgNO3的同化效率分别为73.3%和76%,AgNP和AgNO3处理组的IR分别为0.11±0.03 g·g-1·d-1和0.07±0.02 g·g-1·d-1。蜗牛水相暴露后AgNP处理组的水相吸收速率常数远小于AgNO3处理组(2×10-4 vs.0.12 L·g-1·d-1)。在食物相和水相试验的基础上建立生物动力学模型,该模型预测显示在两种暴露模式中食物相对AgNP在蜗牛体内累积的贡献远大于水相所做的贡献(Rfood>90%),这说明了在陆地生态系统中AgNP有沿着食物链传递的潜在风险。(4)通过同时进行叶面暴露相同浓度(0.2 mg·L-1)的同位素标记的109AgNP和根部暴露不同浓度(10,20,50 mg·L-1)的Ag2S-NP,考察同位素107Ag和109Ag在大豆体内的积累,计算大豆不同部位中109Ag和107Ag的比例,并设计了高浓度组叶片到蜗牛的食物链传递试验,研究表明大豆经过叶面暴露的叶片中109Ag的比例为90.9-95%,未经过叶面暴露的叶片中109Ag比例为28.4-43.9%,根系109Ag仅占3%左右。迁移系数表明根系暴露的107Ag主要积累在根部,叶面暴露的109Ag更倾向于迁移至地下部。在食物链传递过程中银的同位素107Ag的比例由71.6%升为79.0%,说明107Ag在传递过程中更具有优势。