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纳米ZnO和纳米Ag是两种常见的纳米材料,广泛应用于橡胶、涂料、个人护理品等。这些产品在生产、运输、使用和废弃过程中进入自然环境,随着地表径流最终进入海洋环境。纳米颗粒进入水体后,通过摄食或表皮吸收等途径进入水生生物体内,影响水生生物的生存、生长、繁殖等新陈代谢过程。迄今为止,国内外对纳米颗粒对水生生物及生态环境的影响已有诸多研究报道,但研究主要集中在淡水生物,涉及海洋生物尤其是桡足类的研究鲜见有报道。日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)是西太平洋近海中河口常见种类,具有成为近海地区海洋环境测试基准生物的潜能。本文选用模式生物日本虎斑猛水蚤作为受试生物,在实验室可控条件下进行纳米ZnO和纳米Ag颗粒对日本虎斑猛水蚤急性毒性研究;进而通过纳米ZnO和纳米Ag慢性暴露对日本虎斑猛水蚤生长、发育繁殖的影响,以及世代传递的毒性实验,探索纳米金属颗粒长期的生物学毒理效应。旨在为探索纳米材料生态毒理学提供资料积累,同时,为制定污染物排放标准和海岸带管理提供科学依据。主要的研究结果如下:(1)纳米ZnO和纳米Ag颗粒表征利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对纳米ZnO和纳米Ag颗粒在原始粒径和超纯水配制的溶液状态下的粒径进行表征。颗粒状态下和溶液状态(25℃,超纯水)下纳米ZnO粒径分别为43.17±2.44nm和101.18±13.86nm。原始状态和溶液状态(25℃,超纯水)下纳米Ag的粒径分别是46.55±1.12 nm和67.07±16.94nm,均匀性较纳米ZnO好。(2)日本虎斑猛水蚤无节幼虫和成体的96h急性毒性效应。纳米ZnO与纳米Ag对日本虎斑猛水蚤无节幼虫的毒性效应相近,其96h LC50分别为0.652 mg/L和0.660 mg/L。对于成体,两种纳米颗粒均对日本虎斑猛水蚤雌性个体有较强的毒性效应。纳米ZnO对日本虎斑猛水蚤雌性个体和雄性个体96 h LC50分别为1.741 mg/L和2.340 mg/L。纳米Ag对日本虎斑猛水蚤雌体和雄体96 h LC50分别为2.665 mg/L和2.985 mg/L。纳米ZnO对虎斑猛水蚤的急性致毒效应强于纳米Ag。(3)纳米Ag和纳米ZnO对日本虎斑猛水蚤两个世代慢性毒性效应。在所设浓度上,纳米ZnO对日本虎斑猛水蚤亲代(F0)的生长发育和生存方面影响差异并不显著;但高浓度纳米ZnO(0.15mg/L和0.20mg/L)显著影响日本虎斑猛水蚤F1代生长发育和生存(P<0.05)。对于纳米Ag,随着浓度升高,日本虎斑猛水蚤F0代世代死亡率随之增大,0.1 mg/L和0.2mg/L纳米Ag会显著延长F0代成熟时间(P<0.05);在F1代,高浓度纳米Ag(0.3mg/L和0.4mg/L)死亡率较F0代更高,各浓度组成熟时间显著长于对照组(P<0.05),但并不随浓度升高而有规律的变化。在繁殖方面,纳米颗粒对日本虎斑猛水蚤F1代的毒性效应强于F0代。在高浓度(0.2 mg/L)纳米ZnO下的日本虎斑猛水蚤,F0代生殖量显著低于对照组(P<0.05);0.2mg/L纳米ZnO水平下,F1代雌性个体在10d内生殖次数显著低于对照组(P<0.05);各纳米ZnO浓度下的日本虎斑猛水蚤,F0代内禀增长率无显著差异,而在F1代,高浓度组内禀增长率显著低于对照组(P<0.05)。对于纳米Ag,除高浓度组(0.4 mg/L)外,随浓度升高,日本虎斑猛水蚤F0代生殖量显著降低(P<0.05);0.3 mg/L纳米Ag下的F1代雌性个体在连续观察的10 d内并无无节幼虫孵出,在0.4 mg/L水平上只有雄性个体发育成熟;0.2 mg/L和0.3 mg/L水平的F0代雌性个体,10 d生殖次数显著低于对照组;0.4 mg/L纳米Ag溶液下,日本虎斑猛水蚤F0代内禀增长率显著低于对照组(P<0.05),而在F1代,0.3 mg/L和0.4 mg/L纳米Ag溶液下,日本虎斑猛水蚤己不能继续繁殖。