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纳米氧化锌是应用最为广泛的工程纳米材料之一,大量运用于化妆品、杀菌剂、涂料等。由于其应用广泛,产量不断增加,在其生产、运输、使用及处置等环节中均可能进入环境,给环境生态带来了一定风险。微生物是生态系统重要的组成部分,纳米氧化锌对微生物的毒性效应很可能影响整个生态系统的稳定和平衡。然而,目前关于纳米氧化锌对环境微生物的毒性影响,尤其是在考虑环境因素的情况下的研究更是缺乏。在河口地区,咸淡水相互作用集中,各种过程(包括各种物理、化学、生物和地质过程)耦合多变,演变机制复杂。而长三角又是我国经济活动最主要的地区之一,工商业发达,人类活动密集。上海是长三角城市群的中心,经济活动总量全国最大,伴随而来的各种工业产品消耗强度也最大。在这样的背景下,各种污染物在长江口大量排放,并且汇集于此,导致生态环境脆弱敏感。同样,纳米氧化锌也作为污染物源源不断地进入各类环境介质中,并有相当大的部分进入环境水体,对其中的微生物带来影响。因此,有关纳米氧化锌对微生物的生态风险研究也就变得非常重要。本文主要探讨纳米氧化锌对河口不同地区水环境中原生微生物的影响,比较了纳米氧化锌对不同盐度地区的微生物效应的区别。研究发现,纳米氧化锌对天然河水中的原生可培养细菌在短时间内会产生毒性,但是随着时间推移,细菌的存活率又会开始恢复,在一定浓度范围内,浓度越高恢复越明显,甚至会超过空白的存活细菌数目。并且通过对比纳米氧化锌毒性效应实验及相应的锌离子对照实验可以推断在本次研究中,纳米氧化锌的毒性主要来源于其溶解产生的锌离子。对实验过程中培养出的细菌进行鉴定结果表明,不同水样中的可培养细菌种类不同,较低盐度水样(SDK和CY)中可培养细菌以不动杆菌属为主,较高盐度水样(DH)中可培养细菌以芽孢杆菌属为主。另外筛选可培养的耐锌菌与丰度最高的主导菌进行单一细菌实验,证明纳米氧化锌对不同微生物影响不同,因此纳米氧化锌可能会改变微生物多样性。为了更详细的了解细菌存活率变化的原因与纳米氧化锌的影响机制,使用模式细菌——大肠杆菌进行室内模拟实验,比较不同盐度条件下纳米氧化锌对大肠杆菌在较长时间(24小时)内的影响,并从基因层面对纳米氧化锌的影响机制进行了初步探讨。实验结果表明,在一定盐度范围内,随着盐度升高,纳米氧化锌溶解产生的锌离子浓度升高,但其对大肠杆菌的3h急性毒性降低。但是,当环境中的盐度超过一定范围时,纳米氧化锌表现出的急性毒性又会升高。除此之外,对比利用纯水和环境水体作为培养基质的不同,结果发现当培养环境中存在一定营养成分的时候(环境水体基质),随着时间推移,在一定浓度下(1mg/L)大肠杆菌会发生繁殖,存活率会发生恢复。但是相比与纯水而言,在环境水体条件下,纳米氧化锌对大肠杆菌的急性毒性明显增强。在以环境水体为基质的大肠杆菌模拟实验的基础上,通过分析纳米氧化锌对大肠杆菌抗锌基因表达的影响发现,纳米氧化锌会刺激大肠杆菌表达抗锌基因(zntA和zntR),而且在较高盐度(3‰和6‰)的环境中大肠杆菌的抗锌基因相对表达量与存活率变化情况类似,出现了先下降后上升的趋势。