随着四氧化三铁纳米颗粒在市场上的规模化生产和广泛应用,大量Fe3O4 NPs排放进入水生生态系统。由于Fe3O4 NPs不溶于水,并且具有很强的吸附性,会沉降进入沉积物中积累起来,并对水生生物会造成一定的影响,最终通过食物链和食物网传递到人类。然而目前并没有研究评价纳米四氧化三铁在沉积物中的安全性,因此,对于给出沉积物中Fe3O4 NPs的安全浓度就十分有意义,也可以作为Fe3O4NPs生产与排放的参考。为研究Fe3O4 NPs在沉积物中对水生生物的毒性作用,本课题首先按照OECD.233要求,配制了人工纯净沉积物,添加Fe3O4 NPs浓度为0、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 mg/g（干重）沉积物。为更好的了解水体污染情况,我们采集了五处湘江表层沉积物,分别检测到Fe浓度为77.46、67.84、110.47、73.09、93.59μg/g（干重）,配制浓度为0、0.2、0.4、0.8 mg/g纯净沉积物中的Fe浓度分别为0、68.94、97.08、151.78μg/g（干重）。由于湘江沉积物中的Fe多为其他含铁化学物质,所以湘江沉积物中Fe3O4 NPs含量低于0.8 mg/g。随后我们以斑马鱼胚胎为实验对象,采用沉积物暴露实验对沉积物中Fe3O4 NPs进行毒性评价。随着沉积物中Fe3O4 NPs浓度的增加,斑马鱼胚胎及幼鱼的死亡率、畸形率呈现上升趋势,孵化率则呈现下降趋势,其显著性出现在0.4 mg/g浓度及以上浓度。其中畸形以心包水肿、卵黄囊肿、骨骼畸形为主,偶尔出现眼部嘴部发育不完全、尾部畸形等性状。另外,斑马鱼幼鱼心跳、体长和自主活动在高浓度（1.6和3.2 mg/g）也出现显著下降。使细胞发生氧化应激反应是Fe3O4 NPs产生毒性的最主要原因。随着沉积物中Fe3O4 NPs浓度的增加,斑马鱼幼鱼体内丙二醛（MDA）含量在0.8 mg/g Fe3O4 NPs浓度时出现显著增加（p<0.05）,并在最高浓度（3.2 mg/g）时出现极显著差异（p<0.01）;总抗氧化能力（T-AOC）在最高浓度（3.2 mg/g）时出现显著下降（p<0.01）;超氧化物歧化酶（SOD）活性在0.2 mg/g和0.4 mg/g浓度时,活性升高,在1.6 mg/g和3.2 mg/g浓度时,活性下降到低于对照组（p<0.05）;活性氧（ROS）水平出现浓度依赖趋势并在0.4 mg/g浓度出现显著升高（p<0.05）。Fe3O4 NPs的生物积累通过检测斑马鱼幼鱼体内总铁含量反映。结果表明,在0.4 mg/g Fe3O4 NPs暴露下,斑马鱼幼鱼体内总铁含量出现显著增加,是对照组的2.3倍（p<0.05）。在最高浓度（3.2 mg/g）时,出现极显著性,是对照组的12.5倍（p<0.01）。结果表明,人工沉积物中Fe3O4 NPs含量不高于0.2 mg/g时,对斑马鱼胚胎及幼鱼的发育、氧化应激、生物积累均没有显著影响。因此,沉积物中Fe3O4 NPs安全浓度应该不高于0.2 mg/g。