1.本发明涉及生态环境保护技术领域，尤其涉及一种工业废水中纳米颗粒的环境风险评估方法。
背景技术：2.工程纳米材料的广泛使用导致纳米颗粒释放到水体中，影响生态安全，对环境存在毒性作用。工业废水中的纳米颗粒通常与其他污染物以多种混合形式存在，多组分混合物可能与单组分混合物表现出不同的生态毒性。传统对工程纳米颗粒复合毒性的研究主要集中在二元污染物之间的叠加、协同和拮抗等相互作用，以及这些相互作用如何改变纳米颗粒的毒性潜能。因此，传统环境风险评估方法不全面，影响评估结果。
技术实现要素：3.本发明的主要目的是提供一种工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法，以解决传统环境风险评估方法不全面，影响评估结果的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法，包括以下步骤：
5.s101：从纳米颗粒组、重金属离子组中筛选出第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系。其中，纳米颗粒组为工业废水中包括的工程纳米颗粒的至少部分种类的集合，重金属离子组为工业废水中包括的重金属离子的至少部分种类的集合。检测微生物为对重金属离子组中的至少部分种类具有生物作用的微生物。
6.s102：确定在三元体系中，第一纳米颗粒的浓度与对检测微生物产生的细胞毒性的第一映射关系。三元体系包括第一污染物体系和检测微生物。
7.s103：根据第一映射关系选择第一反应条件，获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，检测微生物产生的形态数据。
8.s104：获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，第一纳米颗粒和第一重金属离子产生的理化数据。
9.s105：根据形态数据以及理化数据对工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险进行评估。
10.根据本技术的一些实施方式，s101步骤中的从纳米颗粒组、重金属离子组中筛选出第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系的步骤包括：
11.获取纳米颗粒组中单一的各种纳米颗粒对检测微生物的生长产生的第一生长抑制率。
12.获取纳米颗粒组中的各种纳米颗粒两两组合对检测微生物的生长产生第二生长抑制率。
13.获取纳米颗粒组中单一的各种纳米颗粒对检测微生物的生物作用产生的第一生物作用抑制率。
14.获取纳米颗粒组中的各种纳米颗粒两两组合对检测微生物的生物作用产生的第二生物作用抑制率。
15.根据第一生长抑制率和第二生长抑制率中的至少一者、第一生物作用抑制率以及第二生物作用抑制率中的至少一者确定第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成第一污染物体系。
16.根据本技术的一些实施方式，生物作用为解毒作用。
17.根据本技术的一些实施方式，步骤s103中的形态数据为检测微生物产生的第一形貌数据。
18.根据本技术的一些实施方式，环境风险评估方法还包括：
19.获取第一纳米颗粒和检测微生物在第一反应条件下的反应体系中，检测微生物产生的第二形貌数据。
20.获取第一重金属离子和检测微生物在第一反应条件下的反应体系中，检测微生物产生的第三形貌数据。
21.根据第一形貌数据、第二形貌数据和第三形貌数据确定第一纳米颗粒、第一重金属离子和检测微生物的相互作用机制。
22.根据本技术的一些实施方式，理化数据包括第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度和第一重金属离子产生的各种氧化态。
23.步骤s104中包括：
24.获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度。
25.获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，第一重金属离子产生的各种氧化态。
26.根据本技术的一些实施方式，步骤s105包括：
27.根据第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度和第一重金属离子产生的各种氧化态对工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险进行评估。
28.根据本技术的一些实施方式，步骤s102还包括：
29.获取第一污染物体系对检测微生物的生长产生的第三生长抑制率，以及第一污染物体系对检测微生物的生物作用产生的第四生物作用抑制率。
30.步骤s105包括：
31.根据第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度确定第一纳米颗粒的溶出率。
32.若第一纳米颗粒的溶出率、第三生长抑制率以及第四生物作用抑制率中至少一者大于10％时，则工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险为高风险。
33.若第一纳米颗粒的溶出率、第三生长抑制率以及第四生物作用抑制率中均小于10％时，则工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险为低风险。
34.根据本技术的一些实施方式，第一纳米颗粒为zno纳米颗粒，第一重金属离子为cr
6+
离子。
35.根据本技术的一些实施方式，检测微生物为潘隆尼亚碱湖杆菌
(pannonibacterphragmitetus bb)。
36.上述的工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法，通过构建纳米颗粒、重金属离子和微生物的三元毒理体系，评估纳米颗粒、重金属离子对微生物的影响，全面考虑纳米颗粒和重金属离子在微生物作用下的理化性质变化，挖掘微生物与纳米颗粒、重金属离子的作用机制，明确纳米颗粒、重金属离子在自然环境中的潜在毒性，建立环境风险评估方法。该环境风险评估方法综合考虑了纳米颗粒、重金属离子二者的理化性质的变化以及微生物的形态数据的变化，因而评估全面，评估结果准确。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
38.图1是本技术一实施方式中工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法的流程图；
39.图2是本技术一实施方式中金属氧化物纳米颗粒对细菌生长和cr(vi)还原的影响图；其中，图2a为金属氧化物纳米颗粒对细菌生长的影响图；图2b为金属氧化物纳米颗粒对细菌还原cr(vi)的影响图；
40.图3是本技术一实施方式中细菌暴露在zno纳米颗粒和/或cr(vi)下的形态变化；其中，图3a为bb菌的sem图；图3b为bb菌的tem图；图3c为第一体系中bb菌的sem图；图3d为第一体系中bb菌的sem图；图3e为第二体系中bb菌的sem图；图3f为第二体系中bb菌的sem图；图3g为第三体系中bb菌的sem图；图3h为第三体系中bb菌的sem图；
41.图4是本技术一实施方式中zno纳米颗粒的理化性质表征图；其中，图4a为纯的zno纳米颗粒(最下面的图)、第一体系中zno纳米颗粒(中间的图)、第二体系中zno纳米颗粒的xrd图(最上面的图)；图4b为zno纳米颗粒的溶出图。
42.图5是本技术一实施方式中重金属cr的xps图。
43.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
45.需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
46.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
47.并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
48.本发明提供了一种工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法，参见图1，包括以下步骤：
49.s101：从纳米颗粒组、重金属离子组中筛选出第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系。其中，纳米颗粒组为工业废水中包括的工程纳米颗粒的至少部分种类的集合，重金属离子组为工业废水中包括的重金属离子的至少部分种类的集合。检测微生物为对重金属离子组中的至少部分种类具有生物作用的检测微生物。
50.在工业废水环境中，纳米颗粒(由于多采用纳米颗粒多用于工业生产中，也可以称为工业纳米颗粒)总是以不同形式与金属离子共存。工业废水中包括多种纳米颗粒，其中，部分种类的纳米颗粒由于应用较为广泛(例如金属氧化物纳米颗粒，cuo、zno、al2o3、fe2o3和tio2)，其在工业废水中广泛存在较高，可将该部分种类的纳米颗粒整体称为纳米颗粒组。同样地，工业废水环境中的含量较高的多种重金属离子整体称为重金属离子组。
51.对检测微生物的影响评价主要包括生长量和生物作用指标。其中，检测微生物可从对重金属离子组中的至少部分种类具有生物作用(例如，溶解作用、氧化作用、还原作用、固定作用)的微生物中进行筛选。优选地，该种检测微生物存在于待评价的工业废水环境中。其中，一些重金属离子经检测微生物还原后毒性降低，因此，该检测微生物的还原作用也可以称为解毒作用，对应的生物作用指标可以称为解毒率。以下均以解毒率为例进行说明。
52.在此基础上，评估纳米颗粒组中的单一/任意两两混合的纳米颗粒对检测微生物的影响，例如可以分别考察其对检测微生物的成长量的影响，即对检测微生物的成长的抑制率。对检测微生物的成长的抑制率高，即对检测微生物的成长量的影响大，对检测微生物具有较强的细胞毒性。如此，从纳米颗粒组中筛选出对检测微生物具有最强细胞毒性的第一纳米颗粒。
53.与之类似地，可以评估重金属离子组中的单一/任意两两混合的重金属离子对检测微生物的影响，如可以分别考察其对检测微生物的解毒率的影响。对检测微生物的解毒率的影响大，也可以称为对检测微生物具有较强的细胞毒性。在此基础上，从重金属离子组中筛选出对检测微生物具有最强细胞毒性的第一重金属离子。通常，采用上述方法筛选的第一纳米颗粒和第一重金属离子组合，即为对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系。需要说明的是，此处的最强细胞毒性是相对在待评价的工业废水中的各重金属离子和各纳米颗粒的形成的污染物体系中最强。
54.s102：确定在三元体系中，第一纳米颗粒的浓度与对检测微生物产生的细胞毒性的第一映射关系。三元体系包括第一污染物体系和检测微生物。
55.根据步骤s101得到纳米颗粒对检测微生物的影响情况，明确对检测微生物细胞毒性作用最强的二元污染物体系(即第一污染物体系)，通过改变纳米颗粒的浓度，解析纳米颗粒和重金属离子对检测微生物产生联合毒性的浓度依赖性。第一映射关系即第一纳米颗粒的浓度与对检测微生物产生的细胞毒性的对应关系。
56.s103：根据第一映射关系选择第一反应条件，获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，检测微生物产生的形态数据。
57.从第一映射关系选择一具体的反应条件作为第一反应条件，例如检测微生物产生的细胞毒性最大时对应的反应条件。反应条件包括第一纳米颗粒的浓度，第一重金属离子的浓度，还可以包括检测微生物的添加量。分析在该条件下，纳米颗粒和/或重金属离子对检测微生物的影响。使用sem和tem对第一纳米颗粒和/或第一重金属离子暴露下的检测微生物形貌进行表征，观察细菌形态变化。
58.s104：获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，第一纳米颗粒和第一重金属离子产生的理化数据。
59.检测微生物对第一纳米颗粒和第一重金属离子也会产生一定作用。分析三元体系在第一反应条件下的反应体系中，纳米颗粒和重金属离子的理化性质变化。例如，使用xrd、xps和icp-ms研究纳米颗粒在三元体系中的晶体结构、氧化态以及离子的溶出；又如，使用xps研究重金属离子的价态变化。
60.s105：根据形态数据以及理化数据对工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险进行评估。
61.根据步骤s103、步骤s104中检测微生物、第一纳米颗粒和第一重金属离子三元体系反应前后各组分变化规律，阐明三组分的相互作用机制，提出了环境中含纳米颗粒在内的二元污染物对检测微生物的新的生态毒理评价方案。
62.上述的工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法，通过构建纳米颗粒、重金属离子和检测微生物的三元毒理体系，评估纳米颗粒、重金属离子对检测微生物的影响，全面考虑纳米颗粒和重金属离子在检测微生物作用下的理化性质变化，挖掘检测微生物与纳米颗粒、重金属离子的作用机制，明确纳米颗粒、重金属离子在自然环境中的潜在毒性，建立环境风险评估方法。该环境风险评估方法综合考虑了纳米颗粒、重金属离子二者在理化性质变化以及检测微生物的形态数据的变化，因而评估全面，评估结果准确。
63.在一些实施例中，s101步骤中的从纳米颗粒组、重金属离子组中筛选出第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系的步骤包括：
64.获取纳米颗粒组中单一的各种纳米颗粒对检测微生物的生长产生的第一生长抑制率。
65.获取纳米颗粒组中的各种纳米颗粒两两组合对检测微生物的生长产生第二生长抑制率。
66.获取纳米颗粒组中单一的各种纳米颗粒对检测微生物的生物作用产生的第一生物作用抑制率。
67.获取纳米颗粒组中的各种纳米颗粒两两组合对检测微生物的生物作用产生的第二生物作用抑制率。
68.根据第一生长抑制率和第二生长抑制率中的至少一者、第一生物作用抑制率以及第二生物作用抑制率中的至少一者确定第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成第一污染物体系。
69.在该实施例中，首先筛选第一纳米颗粒。示例性地，考虑各单一纳米颗粒对检测微
生物的生长抑制率的影响以及检测微生物的生物作用的影响，然后结合二者确定单一纳米颗粒对检测微生物影响最大的单一纳米颗粒。
70.然后，考虑各纳米颗粒两两组合对检测微生物的生长抑制率的影响以及检测微生物的生物作用的影响。然后结合二者确定纳米颗粒组合中对检测微生物影响最大的纳米颗粒组合。在一些实施例中，对检测微生物影响最大的单一纳米颗粒为对检测微生物影响最大的纳米颗粒组合中的纳米颗粒之一，故而，对检测微生物影响最大的单一纳米颗粒通常为第一纳米颗粒。
71.在一些实施例中，生物作用为解毒作用。
72.在一些实施例中，步骤s103中的形态数据为检测微生物产生的第一形貌数据。通过形貌数据可以较为直观和准确的判断，检测微生物的生长情况，如检测微生物的存活情况，与第一纳米粒子和第一重金属离子的发生生物作用情况或受到影响的情况。
73.在一些实施例中，环境风险评估方法还包括：
74.获取第一纳米颗粒和检测微生物在第一反应条件下的反应体系中，检测微生物产生的第二形貌数据。
75.获取第一重金属离子和检测微生物在第一反应条件下的反应体系中，检测微生物产生的第三形貌数据。
76.根据第一形貌数据、第二形貌数据和第三形貌数据确定第一纳米颗粒、第一重金属离子和检测微生物的相互作用机制。
77.在该实施例中，通过比较检测微生物在不同的条件下的形貌数据，可以更为准确和直观的判断检测微生物的生长情况，与第一纳米粒子和第一重金属离子的发生生物作用情况或受到影响的情况。
78.在一些实施例中，理化数据包括第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度和第一重金属离子产生的各种氧化态。
79.步骤s104中包括：
80.获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度。
81.获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，第一重金属离子产生的各种氧化态。
82.如此一来，可以确定第一纳米颗粒和第一重金属离子是否在检测微生物的作用下发生了物理化学性质的变化，进而判断是否受到了检测微生物的作用的影响，确定影响程度。
83.在一些实施例中，步骤s105包括：
84.根据第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度和第一重金属离子产生的各种氧化态对工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险进行评估。这种评估方式更为全面和准确。
85.在一些实施例中，步骤s102还包括：
86.获取第一污染物体系对检测微生物的生长产生的第三生长抑制率，以及第一污染物体系对检测微生物的生物作用产生的第四生物作用抑制率。
87.步骤s105包括：
88.根据第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度确定第一纳米颗粒的溶出率。
89.若第一纳米颗粒的溶出率、第三生长抑制率以及第四生物作用抑制率中至少一者大于10％时，则工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险为高风险。
90.若第一纳米颗粒的溶出率、第三生长抑制率以及第四生物作用抑制率中均小于10％时，则工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险为低风险。
91.在一些实施例中，第一纳米颗粒为zno纳米颗粒，第一重金属离子为cr
6+
离子。
92.造纸、电镀、皮革等行业均会产生cr(vi)废弃物，因此，工业废水中会存在六价铬的污染状态，筛选确定了第一重金属离子为cr
6+
离子。
93.在一些实施例中，检测微生物为潘隆尼亚碱湖杆菌(pannonibacter phragmitetus bb)。因为潘隆尼亚碱湖杆菌跟cr(vi)存在相互作用，并且它在工业废水中是普遍存在的。
94.下面结合一个zno纳米颗粒(zno nps)、cr(vi)和具有较强cr(vi)还原解毒能力的pannonibacterphragmitetus bb(以下简称bb)的三元体系为实施例详细说明本发明。包括如下步骤：
95.s1、选取目前应用最广泛的五种金属氧化物纳米颗粒，即cuo、zno、al2o3、fe2o3和tio2(纳米颗粒组)。选取cr(vi)作为重金属离子组，以及将其作为第一重金属离子。由于bb菌跟cr(vi)存在相互作用，它在工业废水中是普遍存在的，故而选择bb菌作为检测微生物。
96.如图2所示，观察到单一zno、cuo、al2o3、fe2o3和tio2纳米颗粒对细菌(bb菌，下文的细菌均为bb菌)生长的抑制率分别为47.6％、6.5％、9.4％、22％和13.3％。此外，zno nps与cuo、al2o3、fe2o3、tio2纳米颗粒的二元混合物也抑制了细菌的生长，其抑制率为29％～31.3％，显著高于不包括zno nps的任意二元纳米颗粒混合物。此外，单一zno nps对细菌cr(vi)还原的抑制率高达86.5％，而zno nps与cuo、al2o3、fe2o3、tio2纳米颗粒的混合物对细菌cr(vi)还原的抑制率为75～78.1％。然而，除zno nps外的其他单一纳米颗粒或它们的二元混合物对cr(vi)的还原几乎没有抑制作用(低于1％)。这些结果表明，在纳米颗粒、cr(vi)和cr(vi)还原菌的三元体系中，zno nps与cr(vi)的共存对细菌具有明显的细胞毒性。
97.s2、根据步骤s1确定的纳米颗粒对检测微生物的影响情况，明确对检测微生物细胞毒性作用最强的二元污染物体系(即第一污染物体系，包括zno nps(第一纳米颗粒)和cr(vi)(第一重金属离子))。改变纳米颗粒(zno nps，下文纳米颗粒均为zno nps)浓度，解析纳米颗粒和重金属离子(cr(vi)，下文重金属离子均为cr(vi))对检测微生物产生联合毒性的浓度依赖性。本发明实施例中研究了不同浓度的zno nps对细菌细胞的毒性作用(即第一映射关系)，如图2所示，其对细菌生长的抑制和还原cr(vi)能力的降低与浓度成正比，100ppm和200ppm的zno nps暴露严重抑制了细菌对cr(vi)的还原。
98.s3、用sem和tem分别对bb菌、zno nps和bb菌构成第一体系中的bb菌、cr(vi)和bb菌构成第二体系中的bb菌、zno nps、cr(vi)和bb菌构成第三体系(即三元体系)中的bb菌的形貌进行了表征，结果如图3所示。
99.如图3a、c、e、g所示，不同条件下bb的细菌形态均未发现明显变化，说明zno nps和/或cr(vi)对细胞超微结构没有明显的负面影响。通过对zno nps暴露的细菌(第一体系)进行tem分析，如图3d所示，发现细胞内外有少量的细小颗粒，由此可知，部分纳米颗粒进入细胞内。此外，由图3f可知，在cr(vi)暴露下(第二体系)，细胞内外都能观察到明显的颗粒，推测其为cr(iii)沉淀物。胞内颗粒明显少于胞外颗粒，说明大量cr(vi)还原产物被挤出细
胞外，从而减少细胞内cr(iii)对蛋白质和dna的损伤。由图3h可知，在cr(vi)和zno nps共暴露(第三体系)的细胞内外均可观察到大量颗粒聚集，这些颗粒可能是zno nps和cr(iii)沉淀物的混合物。
100.需要说明的是第三体系的第一反应条件为：bb菌添加量为10％(v/v)；cr(vi)为250ppm；zno nps为100ppm。第一体系、第二体系的反应条件与第一反应条件相应，即除了不包括的组成外，其余组成的浓度或添加量相同。
101.s4、本发明实施例中鉴于zno nps的物理化学性质与毒性密切相关，研究了zno nps在三元体系中的晶体结构和zn
2+
的溶解，如图4所示。zno nps的xrd谱峰与jcpds no.01-079-2205均对应，可以判定其晶体结构为红锌矿，且作用前后zno nps的晶体结构没有发生变化。zn
2+
的浓度检测发现，24h后，三元体系中zn
2+
持续溶解至39.08mg l-1
，远高于bb+zno nps或cr(vi)+zno nps二元体系。由此可知，zno nps、cr(vi)和bb的共存促进了zn
2+
的溶解，这可能与cr(vi)刺激细菌产生代谢物有关。进一步采用xps研究了cr的氧化态变化，如图5所示，cr 2p光谱显示，cr 2p
3/2
和cr 2p
1/2
的峰分别位于576.17/577.87ev和584.23/586.79ev，表明体系中同时存在cro
42-、cr(oh)3和有机cr(iii)，证实了zno nps限制了cr(vi)的完全还原。
102.s5、根据步骤s3、步骤s4中检测微生物、纳米颗粒和重金属离子三元体系反应前后各组分变化规律，阐明三组分的相互作用机制，提出了环境中含纳米颗粒在内的二元污染物对检测微生物的新的生态毒理评价方案。本发明实施例中bb所涉及的三元体系中zno nps和cr(vi)的变化与各自二元体系中存在显著差异，这主要是由于检测微生物与zno nps和cr(vi)的相互作用所致。zno nps对bb存在毒性作用，抑制cr(vi)的还原，但对细菌活力无显著影响。cr(vi)诱导下bb产生的代谢产物促使了zno nps在细胞内外溶解zn
2+
。溶解zn
2+
限制了细菌将cr(vi)还原为cr(iii)的解毒过程。具体地，在三元体系下zn
2+
溶出浓度为39.08mg/l，由于zno nps的初始浓度为100mg/l，故而zno nps的溶出率为39.08％。由此，可以评估该工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险为高风险。
103.本发明提出了一种环境中含纳米颗粒在内的二元污染物的生态毒理评价方案。微生物、纳米颗粒和重金属离子三组分的相互作用，真实地反映了其他污染共存添加下纳米颗粒的生态毒性。
104.本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。
技术特征：1.一种工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：s101：从纳米颗粒组、重金属离子组中筛选出第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系；其中，所述纳米颗粒组为所述工业废水中包括的工程纳米颗粒的至少部分种类的集合，所述重金属离子组为所述工业废水中包括的重金属离子的至少部分种类的集合；所述检测微生物为对所述重金属离子组中的至少部分种类具有生物作用的微生物；s102：确定在三元体系中，所述第一纳米颗粒的浓度与对所述检测微生物产生的细胞毒性的第一映射关系；所述三元体系包括所述第一污染物体系和所述检测微生物；s103：根据所述第一映射关系选择第一反应条件，获取三元体系在所述第一反应条件下的反应体系中，所述检测微生物产生的形态数据；s104：获取所述三元体系在所述第一反应条件下的反应体系中，所述第一纳米颗粒和所述第一重金属离子产生的理化数据；s105：根据所述形态数据以及所述理化数据对所述工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险进行评估。2.根据权利要求1所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述s101步骤中的从纳米颗粒组、重金属离子组中筛选出第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系的步骤包括：获取所述纳米颗粒组中单一的各种纳米颗粒对所述检测微生物的生长产生的第一生长抑制率；获取所述纳米颗粒组中的各种纳米颗粒两两组合对所述检测微生物的生长产生第二生长抑制率；获取所述纳米颗粒组中单一的各种纳米颗粒对所述检测微生物的生物作用产生的第一生物作用抑制率；获取所述纳米颗粒组中的各种纳米颗粒两两组合对所述检测微生物的生物作用产生的第二生物作用抑制率；根据所述第一生长抑制率和所述第二生长抑制率中的至少一者、所述第一生物作用抑制率以及所述第二生物作用抑制率中的至少一者确定第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成所述第一污染物体系。3.根据权利要求1或2所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述生物作用为解毒作用。4.根据权利要求2所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述步骤s103中的形态数据为所述检测微生物产生的第一形貌数据。5.根据权利要求4所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述环境风险评估方法还包括：获取所述第一纳米颗粒和所述检测微生物在所述第一反应条件下的反应体系中，所述检测微生物产生的第二形貌数据；获取所述第一重金属离子和所述检测微生物在所述第一反应条件下的反应体系中，所述检测微生物产生的第三形貌数据；根据所述第一形貌数据、所述第二形貌数据和所述第三形貌数据确定所述第一纳米颗
粒、所述第一重金属离子和所述检测微生物的相互作用机制。6.根据权利要求5所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述理化数据包括所述第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度和所述第一重金属离子产生的各种氧化态；所述步骤s104中包括：获取所述三元体系在所述第一反应条件下的反应体系中，所述第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度；获取所述三元体系在所述第一反应条件下的反应体系中，所述第一重金属离子产生的各种氧化态。7.根据权利要求6所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述步骤s105包括：根据所述第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度和所述第一重金属离子产生的各种氧化态对所述工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险进行评估。8.根据权利要求7所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述步骤s102还包括：获取所述第一污染物体系对所述检测微生物的生长产生的第三生长抑制率，以及所述第一污染物体系对所述检测微生物的生物作用产生的第四生物作用抑制率；所述步骤s105包括：根据所述第一纳米颗粒产生的离子形态的离子浓度确定所述第一纳米颗粒的溶出率；若所述第一纳米颗粒的溶出率、所述第三生长抑制率以及所述第四生物作用抑制率中至少一者大于10％时，则所述工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险为高风险；若所述第一纳米颗粒的溶出率、所述第三生长抑制率以及所述第四生物作用抑制率中均小于10％时，则所述工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险为低风险。9.根据权利要求1所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述第一纳米颗粒为zno纳米颗粒，所述第一重金属离子为cr
6+
离子。10.根据权利要求1所述的环境风险评估方法，其特征在于，所述检测微生物为潘隆尼亚碱湖杆菌(pannonibacterphragmitetus bb)。
技术总结本发明提供了一种工业废水中工程纳米颗粒的环境风险评估方法，包括以下步骤：从纳米颗粒组、重金属离子组中筛选出第一纳米颗粒和第一重金属离子，形成对检测微生物具有最强细胞毒性的第一污染物体系。确定在三元体系中，第一纳米颗粒的浓度与对检测微生物产生的细胞毒性的第一映射关系。获取三元体系在第一反应条件下的反应体系中，检测微生物产生的形态数据、第一纳米颗粒和第一重金属离子产生的理化数据。根据形态数据以及理化数据对工业废水中的工程纳米颗粒的环境风险进行评估。该环境风险评估方法综合考虑了纳米颗粒、重金属离子二者的理化性质的变化以及微生物的形态数据的变化，因而评估全面，评估结果准确。评估结果准确。评估结果准确。
技术研发人员：林璋 李欣月 谭晓倩 丁春连 张可菁 陈健欣 石岩
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
