納米二氧化鈦(nTiO₂)由于具有高比表面積、穩(wěn)定性、防腐蝕和光催化等特性，得到大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。(nTiO₂的廣泛應(yīng)用不可避免地導(dǎo)致人體接觸和環(huán)境泄露，進(jìn)而對(duì)人類(lèi)健康、動(dòng)物乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生威脅。近年來(lái)，nTiO₂相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表的文章迅猛增長(zhǎng)，這也說(shuō)明(nTiO₂的安全性正受到越來(lái)越多的重視。盡管已有的研究表明，(nTiO₂可以通過(guò)靜電力等物理吸附和化學(xué)鍵等化學(xué)結(jié)合來(lái)吸附金屬和有機(jī)污染物，從而提高其生物有效性。但對(duì)(nTiO₂作為載體促進(jìn)污染物進(jìn)入生物體內(nèi)后，共存污染物如何分布以及如何產(chǎn)生潛在毒性等方面缺乏較為系統(tǒng)的研究。

　　中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所城市水環(huán)境與水生態(tài)研究組（顏昌宙團(tuán)隊(duì)）自2013年起以(nTiO₂為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究其對(duì)五價(jià)砷(As(V))在大型蚤體內(nèi)累積、分布和毒性效應(yīng)的影響。結(jié)果表明，(nTiO₂作為一種有效載體，顯著提高了As(V)在大型蚤體內(nèi)的累積。隨著(nTiO₂濃度由2 mg-Ti/L上升到 20 mg-Ti/L，As(V)的累積量分別為游離態(tài)砷累積量的2.3和9.8倍。通過(guò)激光剝蝕與等離子體質(zhì)譜儀聯(lián)用技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)(nTiO₂和As(V)在大型蚤體內(nèi)的分布具有顯著相關(guān)性（2.0 mg-Ti/L (nTiO₂時(shí)，R=0.676, P<0.01；20.0 mg-Ti/L nano-TiO₂時(shí)，R=0.776, P<0.01）。這也印證了(nTiO₂的載體作用。此外，該研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)十分有趣的現(xiàn)象，即As(V)對(duì)大型蚤的毒性效應(yīng)與其在大型蚤體內(nèi)的累積量并不一致。該研究試圖從亞細(xì)胞分布的角度對(duì)其進(jìn)行解釋。與對(duì)照組相比，隨著(nTiO₂濃度的升高，增加的As(V)主要分布在金屬解毒相中，而增加的(nTiO₂主要分布在金屬敏感相中。As(V)和(nTiO₂在大型蚤體內(nèi)亞細(xì)胞分布的差異表明，部分吸附在(nTiO₂上的As(V)可能在大型蚤體內(nèi)從(nTiO₂上解離下來(lái)。因此，較高濃度的(nTiO₂（20.0 mg-Ti/L）增加了As(V)毒性。而較低濃度的(nTiO₂（2.0 mg-Ti/L）降低了As(V)毒性，一方面是因?yàn)榕c對(duì)照相比，金屬敏感相中的As(V)含量基本保持不變；另一方面，部分As(V)仍吸附在nTiO2上。

　　該研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上（Environmental Science & Technology, 2016, DOI: 10.1021/acs.est.6b01215）。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金資助(41271484, 41401552, 41301346)。