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纳米材料的广泛应用必然带来其进入环境后的风险问题,是目前研究热点之一。有研究表明碳纳米材料会影响植物生长,还有研究表明碳纳米材料与常见的环境有机污染物的吸附作用很强,但碳纳米材料与环境有机污染物共存下对植物的风险研究还很少,尤其是研究官能化修饰的胶体态碳纳米管与有机污染物对植物的联合影响几乎还没有。本文通过酸氧化等手段,将多壁碳纳米管(MWCNTs)表面引入新的官能团,对MWCNTs进行官能化修饰,得到了三种形态结构差异显著的碳管Pristine-CNTs、Oxidized-CNTs、PEG-CNTs(分别简称 CNTs、O-CNTs、P-CNTs),并用 TEM、FT-IR等手段对碳管进行结构表征。通过批实验研究了三种碳管对有机污染物阿特拉津(Atrazine,AT)的吸附能力,通过水培实验分别研究了三种碳管(60mg/L)或/与有机污染物阿特拉津(5 mg/L)对食用植物水稻幼苗生长和生理生化的联合影响,测定其在不同情况下的发芽率、生物量、抗氧化系统酶活性、丙二醛(MDA)含量等指标。研究结果表明:(1)官能化的碳管形貌变化明显,如长度变短,管壁变薄,管径增大,端口被打开,断口较多等。Oxidized-CNTs表面引入了大量的C-H键,PEG-CNTs表面酰氯基(-COCl-)、羟基(-OH)、羰基(-CO-)增多。官能化的碳管在水溶液中的稳定性、分散性更好,团聚现象减少。三种碳管在水溶液中的有效粒径顺序为P-CNTsP-CNTs>CNTs。三种碳管对阿特拉津的吸附亲和力不同,与CNTs和O-CNTs相比,P-CNTs的吸附能力相对较弱。(2)对单一污染物来说,60 mg/LCNTs对植物种子发芽无明显影响,官能化修饰的碳管会抑制植物种子发芽。CNTs和官能化的碳管均会抑制植物根生长,促进地上部分生长,从而导致根冠比降低。三种碳管胁迫下,植物幼苗根和地上部分蛋白含量均明显增多。三种碳管均会导致植物根和地上部分产生活性氧,提高植物的抗氧化系统酶活性,并对植物产生氧化胁迫,致使根和地上部分MDA累积。5 mg/L阿特拉津对植物种子发芽、根和地上部分生物量均无明显影响,对水稻幼苗根蛋白含量、根和地上部分的MDA含量均无明显影响,但会导致地上部分蛋白含量显著降低,根的抗氧化系统酶活性整体呈降低趋势,地上部分的抗氧化系统酶活性增加。(3)在复合污染情况下,三种碳管与有机污染物阿特拉津共存时,对水稻种子发芽率、幼苗根生物量无明显影响,但促进地上部分生长。CNTs与阿特拉津复合胁迫下,水稻幼苗根蛋白含量显著增加,地上部分蛋白含量显著降低;根的抗氧化系统酶相对活性显著降低,地上部分的抗氧化系统酶相对活性除了 POD(Peroxidase)变化不明显,SOD(Superoxide Dismutase)和 CAT(HydrogenPeroxidase)相对活性均显著高于空白;根的MDA含量显著降低,地上部分MDA含量变化不明显。O-CNTs、P-CNTs分别与阿特拉津复合胁迫下,均是根蛋白含量增加不明显,地上部分蛋白含量显著降低,地上部分的抗氧化系统酶相对活性显著升高,根和地上部分MDA含量变化均不明显。根的抗氧化系统酶相对活性在O-CNTs与阿特拉津复合胁迫下变化不明显,在P-CNTs与阿特拉津复合胁迫下除了 POD相对活性显著降低,SOD和CAT相对活性均变化不明显。而且发现复合污染胁迫下,一定程度上会降低碳纳米管对水稻幼苗的氧化损伤。P-CNTs会显著促进植物对有机污染物的积累,而O-CNTs会降低植物对有机污染物的积累。总的来说,MWCNTs对植物的生长影响与其表面结构及理化性质有关,官能化修饰后的MWCNTs对水稻幼苗的生长抑制作用更大,毒性更强。不同官能化修饰的碳管与阿特拉津共存时,阿特拉津在碳管上的吸附能在一定程度上缓解两者对植物幼苗的不利影响,同时不同官能化修饰的碳管对污染物在植物中的富集也有不同影响。因此,在研究碳管环境风险时,需要考虑碳管的形貌官能团结构等,还需考虑环境中共存的其它污染物。