7.2.2.1　对人体的毒理效应

研究证明，人体吸入纳米ZnO会引发可恢复的肺部炎症或全身性反应，美国职业暴露ZnO的允许暴露阈值为5.0mg/m3。纳米ZnO粒子能够在人体皮肤中渗透并保留在角质层中。纳米ZnO具有巨大的比表面积，易于与细胞膜发生相互作用并侵入细胞内部，继而通过光催化作用产生的自由基，导致细胞内部结构和功能损伤，限制细胞的生长和新陈代谢作用，甚至影响其中DNA产生和作用。纳米ZnO进入细胞的过程包括以下几种可能的途径：直接被吞噬是颗粒物进入细胞常见的路径；通过细胞膜的微孔或破坏细胞膜结构而进入细胞；通过离子通道被吸收进入血液循环系统；在静电和范德华力等作用下，纳米ZnO也可能通过被动传输进入细胞。

纳米ZnO对细胞具有极强的生长抑制作用，对多种细胞的24h半抑制浓度（IC50）值在10～15ug/mL，抑制作用明显高于纳米TiO2、MgO和CeO2等其他金属氧化物，但是其粒径对其抑制作用的影响并不明显。纳米ZnO可通过光催化作用产生活性氧自由基或释放出Zn2+破坏细胞代谢等效应而诱发细胞死亡。研究发现，与类似粒径的Al2O3、Fe3O4、TiO2纳米颗粒相比较，纳米ZnO表现出最强的细胞致死毒性。(www.daowen.com)

7.2.2.2　对环境生物的毒理效应

纳米ZnO在暗态或光辐射条件下对微生物都具有抑制作用，其作用机理主要与其产生的含氧活性基（ROS）引起氧化损伤、表面的静电作用和Zn2+释放导致损伤等密切相关，其中基于ROS的氧化机制被认为发挥着最主要的作用。纳米ZnO对不同微生物的毒性差异较大，但是其毒性作用与其粒子的晶体取向和形状没有明显的相关性。令人担忧的是，由于微生物在维持土壤和水生态平衡中发挥重要作用，一旦纳米ZnO粒子进入生态环境中，可能会破坏微生物种群的正常生长而影响到生态环境的平衡。纳米ZnO对动物，特别是水生动物显示出毒性作用，并且ZnO颗粒不需要进入细胞即可引发毒性，这是因为ZnO颗粒与细胞接触可能导致接触面附近微环境的变化，有利于产生ROS或/和释放Zn2+。纳米ZnO对植物也具有一定的毒性作用，并对不同类型植物的作用存在较大差异。证据显示，纳米ZnO颗粒的植物毒性与溶出的Zn2+含量有明显的相关性。