离子液体指常温时全部由离子组成的液态盐,通常由较大的阳离子和较小的阴离子这两部分组成。因其几乎没有蒸气压、难以燃烧、导电性和酸碱度可调等众多优良特性,逐渐被广泛地应用于合成、分离、电化学等领域,被认为是传统有机溶剂的可取代物。但是随着离子液体大规模应用,其不可避免会流入自然环境中,在生物降解、化学品残留与生态系统效应等方面都具备潜在的风险并导致污染。因此评估离子液体的生态毒理效应及其安全性具有十分重要的现实意义。本实验选择常见的五种阴离子的咪唑型离子液体(氨基酸类、乳酸类、四氟硼酸类、卤素类和磺酸类)为研究对象,在不同浓度(50-300 mg/L)下分析离子液体对水培条件的小麦幼苗生长和生理指标的影响,观察了小麦叶肉和根尖超微细胞结构的变化。以期从生长、生理及细胞等水平上探讨离子液体对植物的毒性影响及机理,明确含有不同阴离子的咪唑型离子液体的毒性水平高低。本实验的研究结果如下:1.随着离子液体浓度升高,小麦幼苗株高和根长变短,地上和地下生物量降低。并且经过磺酸类离子液体处理的小麦幼苗,在最低浓度50 mg/L时各项生长指标都急剧下降。在本实验50-300 mg/L浓度范围内,同一浓度下,不同处理组之间的生长指标存在显著差异,阴离子部分可以影响离子液体的整体毒性。2.随着离子液体浓度升高,小麦幼苗叶片中抗氧化酶活性降低,丙二醛含量升高,小麦幼苗体内发生氧化应激与膜脂过氧化作用。在浓度为50-300 mg/L内,不同离子液体处理组之间在同一浓度下的各项指标变化存在显著差异。磺酸类离子液体的毒性最强,依次是卤素类、四氟硼酸类、乳酸类和氨基酸类。3.在本实验50-300 mg/L浓度范围内,随着离子液体浓度升高,小麦幼苗叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量总体表现为下降,离子液体可以使光合色素含量降低。在同一浓度下,光合色素含量与本实验所测其它指标的变化趋势相同,磺酸类离子液体在较低浓度50 mg/L下就表现出较强的毒性,且不同处理组之间存在显著差异,阴离子部分可以影响离子液体的整体毒性。4.通过对150 mg/L浓度下的小麦幼苗超微细胞结构的观察,离子液体会对小麦幼苗叶片细胞与根尖细胞造成不良影响。离子液体使叶绿体颗粒松散、类囊体紊乱、细胞核染色质异常着色、核膜溶解、线粒体肿胀、线粒体内部嵴消融、粗面内质网扩大并与核糖体分离等,对高尔基体的影响不大。综上所述,五种离子液体对小麦幼苗的生长指标、抗氧化酶活性、丙二醛含量、光合色素含量及细胞结构都造成了不同程度的影响,而且离子液体浓度越大,其毒性效应也越明显。当阳离子部分相同时,阴离子部分可以影响离子液体的整体毒性,磺酸类阴离子的毒性最大,依次是卤素类阴离子、含氟类阴离子、乳酸类阴离子,氨基酸类阴离子毒性最小。