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纳米技术被认为是一次重大的工业革命,它的快速发展带动了诸多领域的进步,给人类的生产和生活带来巨大变化。纳米材料作为纳米技术的基础和产物,具有许多奇特而优异的物理化学性质。其中,纳米ZnO是一种重要的工程纳米材料,广泛应用于橡胶、涂料、个人护理品等产品中。这些产品的生产、使用、老化、处理过程中纳米ZnO会进入环境中,可能对生物造成不利影响。本研究以水环境中的纳米ZnO为研究对象,着重研究了纳米ZnO在水中的环境行为及生物效应,以期系统评价纳米ZnO的生物毒性效应。结果表明：(1)纳米ZnO在水中快速发生团聚,并形成大尺寸(>650nm)团聚体,纳米尺寸颗粒浓度很低。比较了纳米ZnO在超纯水和养殖水中的行为,发现在养殖水中团聚程度更高,溶解度更低。而随着纳米ZnO浓度的升高,大颗粒团聚体所占比例升高。而在悬浮24小时后,纳米尺寸颗粒的浓度降低至1%以下。(2)研究了纳米ZnO、微米ZnO和ZnCl2对锦鲫的毒性效应。尽管在悬浮液中纳米颗粒的尺寸分布与微米ZnO相似,但是锦鲫暴露于5mg/L纳米ZnO14天之后,相对于对照组,生长率受到抑制。肝脏和脑部的锌含量均显著升高(p<0.05),GSH被显著消耗,GSH/GSSG比例降低,MT也被显著诱导产生。通过比较与微米ZnO、ZnCl2的毒性差异,表明纳米ZnO更容易进入锦鲫体内,对锦鲫的毒性主要是由纳米尺寸ZnO引起的。(3)在五种纳米ZnO水环境中,锦鲫受到的毒性效应与浓度有关。低浓度(1、5、12.5mg/L)时,锦鲫的表现活跃；高浓度(25、50mg/L)时,锦鲫的活性受到抑制,且体表粘液分泌增多,并降低了锦鲫的生长率。锌在组织中的锌含量顺序为：肠道>眼>鳃>肝脏>脑>性腺>肌肉,并且表现出较高的浓度相关性,而且纳米ZnO进入组织不受生理调控过程控制。精巢和卵巢在锌的生物蓄积中存在差异,表明雌鱼可能面临更高的纳米ZnO生物毒性风险。在纳米ZnO浓度大于1mg/L时,肝脏和脑中明显出现脂质过氧化,在5mg/L脂质过氧化水平达到最高,而后随纳米ZnO浓度的升高而下降。同时还发现,肝脏和脑中MDA含量与MT具有相似的变化趋势,说明过量的锌可以降低纳米ZnO诱导的氧化应激。上述结果表明,纳米ZnO对生物的毒性效应与纳米尺寸颗粒有关。另外,纳米ZnO的毒性效应可能存在性别差异。纳米ZnO在水环境中的行为会降低纳米尺寸颗粒的浓度,从而削弱其对生物的不利影响。