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氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是一种具有特殊形状和几何结构的纳米材料,比石墨烯具有更高的亲水性,并被广泛应用于各种技术领域,特别是在生物医药、纳米电子、环境修复以及能源存储等领域。GO的广泛应用将导致其不可避免地释放到环境中,进而可能对现有环境污染物的行为和生态毒性效应产生影响,从而对环境生物构成威胁。Cd是一种有毒且在环境中分布广泛的重金属。GO的存在是否会改变Cd的环境行为和生态毒理效应,从而影响环境生物的生长和对Cd的吸收,目前还鲜有认识。本研究以GO和/或Cd作为污染物,以植物空心菜、鱼类小蓝鲨、微生物丛枝菌根(AM)真菌和普通土壤真菌作为对象,探索GO和/或Cd对植物、动物、微生物生长及Cd吸收的影响,以期为评估GO的环境影响提供参考。主要结果如下:(1)GO/Cd对水稻种子萌发实验表明:与单独GO或Cd对照相比,低浓度Cd(5 mg/L)促进种子萌发,高浓度Cd(20 mg/L)抑制种子萌发,所有浓度的GO(100、500、1500 mg/L)均可促进种子萌发;GO与Cd共存时,与单独Cd处理相比,GO可以减轻Cd对种子萌发的抑制作用。GO与Cd共存时,与单独低浓度Cd处理相比,100 mg/L GO明显促进胚根和胚芽的生长;与单独高浓度Cd相比,所有浓度的GO均可促进胚根和胚芽的生长,且GO浓度越高促进效果越明显。上述结果表明,高浓度Cd抑制种子萌发和幼苗生长,而GO促进促进种子萌发,对胚根胚芽作用不明显,但GO可减轻高浓度Cd对种子萌发和幼苗生长的抑制作用。(2)GO/Cd环境暴露顺序对植物吸收Cd的影响实验表明:Cd先于GO进入环境中时,与单一Cd相比,所有浓度GO(100、500、1500mg/L)的加入均降低了植物对Cd的吸收,但影响大小因GO浓度不同而异。GO先于Cd进入环境中时,与单一Cd相比,GO100+Cd5有促进植物吸收Cd的趋势,其他GO/Cd均抑制植物对Cd的吸收。上述结果表明,不同浓度GO与Cd进入环境的顺序可能对植物吸收Cd产生不同影响。(3)GO/Cd对鱼类(小蓝鲨)生长的影响实验表明:GO与Cd共存时,与单一Cd处理相比,不同浓度GO(500、1500 mg/L)的加入均降低鱼头、内脏和肌体中Cd含量,但GO500+Cd20处理组除外,其鱼内脏和肌体Cd含量升高;就生物酶来说,与单独GO或Cd对照相比,低浓度Cd(5 mg/L)使SOD酶和NAK酶活性降低,高浓度Cd(20 mg/L)使两种酶活性升高;SOD酶活性随着GO浓度先升高后降低,而NAK酶活性随GO浓度变化不大;GO/Cd共存时,与单一Cd处理相比,在低浓度Cd环境中,500 mg/L的GO使得SOD酶和NAK酶活性显著升高,而1000 mg/L的GO使两种酶活性降低,在高浓度Cd环境中,SOD酶和NAK酶活性随GO浓度升高而降低;此外,Cd与GO都不同程度上影响了鱼鳃的结构与功能,两者共同存在时,浓度越高对鱼鳃伤害越大,表现在扁平上皮细胞增殖脱落,黏膜细胞减少,黏液分泌过多,细胞形态改变甚至形成动脉瘤等。(4)GO对AM菌丝吸收迁移Cd的影响实验表明:与单一低浓度Cd(5 mg/L)处理相比,500 mg/L GO的存在降低了 AM菌丝对Cd的吸收迁移,1500mg/L GO未显示出明显影响;与单一高浓度Cd(20 mg/L)处理相比,500 mg/L GO的存在促进了AM菌丝对Cd的吸收迁移,1500 mg/L GO未显示出明显影响,表明GO的存在会影响AM菌丝从环境中吸收迁移Cd的行为。(5)GO与Cd对土壤真菌的影响表明:Cd(20、50 mg/L)或GO(500、1500 mg/L)单独处理时,浓度越高,土壤菌落数量越少;两者共存时,与单一Cd处理相比,GO的存在使土壤真菌菌落数量增加,表明GO具有减弱Cd对土壤微生物抑制作用的可能。