離子液體的危害研究綜述

河南師范大學(xué) 種玉杰 丁藝曼 馬明鳳 張婉月 周佳驛

1 離子液體

離子液體因具有優(yōu)良的物化特征，目前已在各種工業(yè)生產(chǎn)如有機(jī)合成、生物催化及電化學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，被認(rèn)為是“21世紀(jì)新型友好型溶劑”[1]；同時(shí)又因具有不易揮發(fā)、導(dǎo)電性強(qiáng)、黏度大、蒸汽壓小、性質(zhì)穩(wěn)定、可設(shè)計(jì)性、對(duì)許多物質(zhì)有良好的溶解性及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)被稱(chēng)為綠色溶劑[2、3]。溶解性是離子液體的一個(gè)重要特性，這一性質(zhì)與組成它的陰離子和陽(yáng)離子密切相關(guān)[4]，本文主要從離子液體對(duì)植物、微生物、陸生生物、水生生物的作用方面來(lái)介紹離子液體的毒性效應(yīng)。

2 離子液體的毒性效應(yīng)

2.1 離子液體對(duì)微生物的影響

高崇[5]用實(shí)驗(yàn)探究了兩種常用的咪唑類(lèi)離子液體對(duì)棕壤中微生物的影響，實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了1.0、5.0、10.0mg/kg三個(gè)不同的濃度，結(jié)果顯示，離子液體[C8mim]BF4和[C8mim]NO3在濃度為5.0mg/kg時(shí)抑制細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌三種微生物的生長(zhǎng)，而當(dāng)達(dá)到10.0mg/kg時(shí)，抑制作用更顯著。以上是對(duì)微生物生長(zhǎng)情況的影響；孫曦[6]同樣用上述兩種離子液體利用T-RFLPJ技術(shù)研究了其對(duì)土壤中生物群落多樣性的影響，結(jié)果表明，離子液體對(duì)群落結(jié)構(gòu)的多樣性有明顯的抑制作用，并且打亂了群落原有的平衡結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了平衡混亂的趨勢(shì)。程逸超[7]研究了離子液體對(duì)樹(shù)干畢酵母乙醇發(fā)酵的作用，說(shuō)明離子液體對(duì)酵母發(fā)酵的毒性抑制作用隨著離子液體濃度的增加而增強(qiáng)，并且咪唑類(lèi)離子液體的碳鏈越長(zhǎng)，其抑制作用也愈強(qiáng)，說(shuō)明了離子液體對(duì)酵母發(fā)酵的毒性抑制作用主要由其陽(yáng)離子和碳鏈長(zhǎng)度決定。

2.2 離子液體對(duì)水生生物的影響

使用最廣泛、研究最多的是咪唑類(lèi)的離子液體，而陳彥文[8]等人研究了苯并噻唑類(lèi)離子液體對(duì)模式動(dòng)物斑馬魚(yú)的作用，將斑馬魚(yú)在不同濃度下進(jìn)行不同的時(shí)間處理，測(cè)得肝臟內(nèi)的SOD酶活性均下降，并且酸性苯并噻唑類(lèi)離子液體對(duì)斑馬魚(yú)的毒性作用更強(qiáng)，而相同陰離子的酸性和中性離子液體毒性作用相同。葛泰根[9]探究了離子液體對(duì)斑馬魚(yú)的應(yīng)激反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)在離子液體作用一段時(shí)間后，為應(yīng)對(duì)變化的環(huán)境對(duì)自身造成的損傷，斑馬魚(yú)肝臟細(xì)胞啟動(dòng)了防御機(jī)制，表現(xiàn)在羥自由基、丙二醛含量、抗氧化酶活性的變化，外在表現(xiàn)為斑馬魚(yú)的游泳能力下降，并且濃度-時(shí)間呈響應(yīng)趨勢(shì)。

2.3 離子液體對(duì)陸生生物的影響

董慧[10]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：兩種離子液體[C12mim]Cl和[C16mim]Cl對(duì)HepG2、Hela、L929三種細(xì)胞的生長(zhǎng)均有抑制作用，并且會(huì)損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA含量。邵宇婷[11]主要研究了不同鏈長(zhǎng)的離子液體對(duì)赤子愛(ài)勝蚓的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，[C10mim]NO3毒性最強(qiáng)，其次依次為[C12mim]NO3、[C4mim]NO3、[C6mim]NO3、[C8mim]NO3毒性最弱，從中可以發(fā)現(xiàn)在碳原子小于8時(shí)，毒性強(qiáng)弱與碳原子的數(shù)目呈現(xiàn)正相關(guān)，當(dāng)碳原子數(shù)大于10時(shí)，作用則相反，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

2.4 離子液體對(duì)高等植物的影響

杜道林[12]等人以模式植物蠶豆為研究對(duì)象，探究了兩種常見(jiàn)的咪唑類(lèi)離子液體BmimCl、BmimTa對(duì)蠶豆幼苗根與莖生長(zhǎng)的作用，結(jié)果表明，蠶豆幼苗的生長(zhǎng)均可被這兩種離子液體抑制，抑制作用與離子濃度成正比，并且抑制效應(yīng)：BmimTa>BmimCl；抑制作用的機(jī)理主要是通過(guò)提高細(xì)胞內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）等酶的含量進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)氧化壓力升高，對(duì)細(xì)胞核內(nèi)的DNA造成氧化損傷，從而抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)。

3 展望

離子液體因其本身對(duì)環(huán)境比較友好，又可以作為許多反應(yīng)的良好介質(zhì)，其發(fā)展前景十分可觀(guān)，因此受到大眾的普遍關(guān)注；但是其對(duì)環(huán)境及生物所造成的損傷與危害，也不容小覷，為了了解離子液體帶來(lái)的負(fù)面影響，需進(jìn)一步對(duì)離子液體的危害機(jī)制進(jìn)行探究，這需要我們共同的努力！