随着纳米材料日益广泛地应用,人们越来越关注纳米材料在自然界无意识地排放,以及随后可能造成的不良生态效应。虽然出现越来越多的纳米颗粒急性毒性报道,但是亚急性毒性、生物累积和与重金属协同分毒性的报道却不多。针对纳米毒理学在亚急性毒性和联合毒性方面研究的不足,本文选择纳米水稳型C60(nC60)作为纳米材料的代表,以大型溞（Daphnia magna)为研究工具,对纳米材料的亚急性毒性及联合毒性进行研究,并追溯其可能的毒性作用机制。本研究首先使用溶剂交换法,洗去了制备过程中残留的THF及其衍生物、排除了THF等对nC60生态毒性的干扰后,评价了nC60对大型溞的亚急性生殖毒性、生物累积及与重金属的联合毒性,其主要研究成果包括以下几个方面:1、nC60对大型溞产生急性毒性和急性生殖毒性。利用EPA 2024标准确定48 h 50%死亡浓度(LC50)为0.44 mg L-1;在不同温度下,nC60的亚急性浓度均毒害大型溞的生殖过程：导致孵化阶段胚胎死亡和流产；显著抑制了新生幼体的性成熟;破坏亲代大型溞再次怀卵能力；并在生殖各个阶段出现生物累积,且累积量与大型溞体内总脂含量成正比。nC60对大型溞的亚急性毒性效应和生物累积，突出了亚急性等低浓度下生殖研究在纳米毒理中的重要性,表明了研究富勒烯和其他工程纳米材料对自然界的亚急性毒性必要性和紧迫性。2、环境因素和nC60物理性质影响C60在大型溞体内生物累积。不同环境因子(硬度、pH、浓度和温度)和nC60性质(颗粒尺寸)影响生物累积。吸收的量和吸收的速度随着时间的增加而增加。累积量随着浓度和尺寸增加而增加,大于100 nm的颗粒比小于100 nm的颗粒累积到最大值的速度要快。在硬度大、低pH、高温的水环境条件下, nC60的累积速度比相对应反向条件下速度快。所有的序批试验中,累积都在5天内达到了平衡。不论是环境因子还是nC60的物理性质都影响大型溞对nC60的吸收,且环境因子是通过影响nC60的物理性质和生物本身而影响生物累积。这些累积符合一级指数增长至最大值的方程。3、nC60促进微量重金属Cd的毒性。Cd和nC60的48 h NOEC分别由EPA 2024方法试验后确定后,测试两者的48小时无可观察效应浓度协同毒性,发现nC60促进了Cd 35%的毒性,此时质量浓度比例是1:0.5。Cd被nC60吸附后,随着nC60的累积一起进入大型溞体内?趎C60与Cd之间相互作用——吸附和解吸,毒性增强可能由于Cd被随着nC60进入溞体后,在酸性低浓度下的快速解吸,导致生物体内的可被生物利用的Cd离子浓度速度提高,超过其可耐受的毒性物质阈值范围,从而产生毒性。4、nC60促进生物体痕量必需金属Cu毒性。大型溞暴露于nC60和铜(生命中痕量必需营养元素)混合溶液中,在Cu 48小时无可观察效应的浓度下,nC60的NOEC提高了铜200%的毒性,提高了铜100%的生物累积。铜和C60的累积都随着时间延长而增加,两者都在3个小时内达到了平衡点,后者的累积伴随于前者的累积或者是两者的累积过程在同一段时间内完成。铜吸附于nC60颗粒上一起累积(符合Freundlich等温吸附方程),且铜在低酸性浓度下快速解吸达到新的平衡。在生物肠道内,快速解吸下来的铜离子被吸收后,导致生物体内可被利用的铜离子浓度提高,并超过其可耐受的阈值范围,从而产生更大的毒性。