纳米技术和纳米材料这一新型科技的发展给污染物的处理提供了一个更具潜力的平台，由于零价纳米级铁材料较高的反应性和深入地面的潜力等特点，能够有效去除有机物、重金属和硝酸盐等多种污染物，在土壤地下水原位治理中具有极大的优势，已成为环境污染修复技术中一个重要的研究方向。　　随着纳米材料在商业产品中应用的推广，不可避免地会增大其环境暴露的可能性，同时由于纳米颗粒可以直接穿透生物体的一些防御屏障，很可能会给生态环境和人类健康带来负面效应，因此其潜在毒性作用也越来越多的得到人们的关注。有些研究已经指出了纳米铁可能的负面影响，然而目前对其毒性效应和毒性机制的研究尚存在一些问题。其一，现阶段的研究大多以微生物作为受试生物，鉴于纳米铁在水体环境中的广泛应用，因此有必要选取一种有代表性的水生生物作为研究对象；其二，目前对于纳米铁毒性的研究大多局限于个体和细胞水平，对基因水平的研究十分匮乏；其三，对于纳米铁的毒性机制尚没有明确的定论，仍需要进一步的研究和论证。　　基于此，本文以与人类基因的相似度很高的斑马鱼作为受试生物。首先利用不同浓度的纳米铁悬浮液进行成年斑马鱼(Danio rerio)暴露试验和释放试验。研究纳米铁在斑马鱼体内的富集、分布和染毒后释放特性，以及纳米铁对斑马鱼鳃和肠道的组织病理学改变。同时，利用第二代高通量RNA测序技术，从基因水平上探讨nZVI、nFe3O4和Fe2+三种染毒条件对斑马鱼全基因组表达的影响，利用比较三种不同物质基因表达差异，分析推断零价纳米铁对水生生物毒性的主要作用方式。本文得到主要结果如下：　　1、纳米铁在斑马鱼体内有富集效应，且斑马鱼整体内的富集量随纳米铁浓度（5~20 mg/L）的增加呈现先增大后减小的趋势，在浓度为10.00 mg/L时达到最大值4.21±0.54μg/mg干重；然而生物富集系数（bio-concentration factor，BCF）却始终随着水中纳米铁浓度升高而降低。　　2、富集阶段试验中，斑马鱼体内铁含量即随着暴露时间的增加，铁的富集量也增加，并在第5～6天斑马鱼对纳米铁的富集量达到最高浓度（3.35±0.32μg/mg干重）。在释放阶段试验中，斑马鱼体内的含铁量随着释放时间的增长而减少，表现出明显的排出过程。　　3、铁在斑马鱼体内的富集主要集中在肠部，鱼鳃和躯干部的富集量较少，且肠部富集量也是在纳米铁浓度为10 mg/L达到最大值（21.22±0.21μg/mg干重）。可以推断，鱼类对纳米铁的富集主要通过捕食功能来实现。　　4、暴露在10.00 mg/L纳米铁悬浮液中7天的斑马鱼肠组织中有些部位出现肠绒毛稀疏且变短、肠壁变薄的现象；鱼鳃也出现异常:上皮细胞出现残损，有些甚至出现脱落，鳃小片上皮细胞水肿以及柱细胞变形。表明纳米零价铁的直接或间接接触能够造成生物组织发生病变，影响生物正常生理活动。　　5、nZVI、nFe3O4和FeCl2三个处理组均对斑马鱼全基因组表达产生影响，且三种处理在基因表达水平所产生的变化是相似的；通过GO和KEGG富集分析，其差异表达基因功能类和通路的富集未发现纳米效应的特殊影响，纳米颗粒悬浮液和FeCl2所引起的基因表达的类型是相同的。这说明铁纳米颗粒悬浮液诱导的基因表达变化是由于其释放到水体中的铁离子的作用，而纳米颗粒本身的贡献很有限的甚至没有。　　6、“线粒体呼吸链”这一通路在三种处理中都产生了显著富集，说明其生理活动受到了染毒作用的影响。这一结果表明，三种处理都对斑马鱼表现出了氧化损伤，导致呼吸链活动受到抑制。此外，由于三种不同处理中生物可利用性Fe2+的比例的不同，“泛素调节蛋白质水解”在Fe2+染毒条件下才发生显著富集的通路，说明蛋白质降解途径在此处理条件下发生了改变。进一步说明纳米铁的毒性机制主要来自于其释放到水体中的生物可利用性Fe2+的多少，而与本身的纳米效应关系不大。