纳米材料由于其具有微孔结构易与重金属结合的性质,因而被广泛应用于水体和土壤重金属污染修复。但吸附重金属的纳米材料是否安全还有待考证。因此,本论文以重金属Cd²⁺为典型污染物,以纳米二氧化锰和纳米羟基磷灰石为吸附剂,从个体水平,组织水平和分子水平系统研究Cd²⁺与纳米材料-镉复合体（Nano-Cd）对大型蚤和斑马鱼的毒性效应和致毒机制。主要研究结果如下:急性毒性实验表明,Cd²⁺和Nano-Cd复合体对大型蚤的毒性大小顺序为Cd²⁺>nMnO₂-Cd>nHAp20-Cd>nHAp40-Cd。根据 Commission of the European Communities（ECC）对大型蚤的毒性分类标准,Cd²⁺对大型蚤的毒性等级为极高毒;nMnO₂-Cd、nHAp20-Cd和nHAP40-Cd对大型蚤的毒性等级为有毒。参照 Organisation for Economic Co-operation and Development（OECD）对大型蚤的毒性分类标准,Cd²⁺对大型蚤的毒性等级为急性毒性Ⅰ;nMnO₂-Cd、nHAp20-Cd和nHAp40-Cd对大型蚤的毒性等级为急性毒性Ⅱ。亚急性毒性实验表明,大型蚤体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗超氧阴离子自由基（ASA）酶活性随着Cd²⁺和Nano-Cd复合体浓度的增加,呈现先上升后下降的趋势。在中、低暴露浓度下,大型蚤体内的SOD、CAT、POD酶活性均着随浓度的升高而增大。而在高浓度时,体内的SOD、CAT、POD和ASA的酶活性均有所降低。MDA含量随着暴露浓度的增加而增加,说明机体内膜系统遭到破坏。急性毒性实验表明,Cd²⁺和Nano-Cd复合体对斑马鱼的毒性大小顺序为Cd²⁺>nMnO₂-Cd>nHAp20-Cd>nHAp40-Cd,48h-LC50 分别为 0.57mg/L、1.26mg/L、1.33mg/L和1.44mg/L。根据ECC对斑马鱼的毒性分类标准,Cd²⁺、nMnO₂-Cd、nHAp20-Cd和nHAp40-Cd对斑马鱼的毒性等级为有毒。而OECD评定Cd²⁺、nMnO₂-Cd、nHAp20-Cd和nHAp40-Cd对斑马鱼的毒性等级为急性毒性Ⅱ。亚急性毒性实验表明,斑马鱼肝脏中的SOD、ASA、CAT和POD酶活性随着暴露浓度的增加,与对照相比,整体呈现先上升后下降的趋势,而MDA含量随着暴露浓度的增加而增加。根据彗星实验可知,Cd²⁺和Nano-Cd均能对斑马鱼肝脏DNA造成损伤,且随着暴露浓度的增加,损伤程度越严重。在同一暴露浓度下,与Nano-Cd相比,Cd²⁺造成的DNA损伤更严重;而对于Nano-Cd复合体而言,nMnO₂-Cd比nHAp-Cd造成DNA损伤程度更严重。因此,对水生生物而言,纳米材料作为吸附剂是不安全的,吸附重金属后应将其从水体中去除。