離子液體的危害研究綜述

河南師范大學 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)如有機合成、生物催化及電化學等領域得到廣泛應用，被認為是“21世紀新型友好型溶劑”[1]；同時又因具有不易揮發(fā)、導電性強、黏度大、蒸汽壓小、性質穩(wěn)定、可設計性、對許多物質有良好的溶解性及無污染等優(yōu)點被稱為綠色溶劑[2、3]。溶解性是離子液體的一個重要特性，這一性質與組成它的陰離子和陽離子密切相關[4]，本文主要從離子液體對植物、微生物、陸生生物、水生生物的作用方面來介紹離子液體的毒性效應。

2 離子液體的毒性效應

2.1 離子液體對微生物的影響

高崇[5]用實驗探究了兩種常用的咪唑類離子液體對棕壤中微生物的影響，實驗中設置了1.0、5.0、10.0mg/kg三個不同的濃度，結果顯示，離子液體[C8mim]BF4和[C8mim]NO3在濃度為5.0mg/kg時抑制細菌、真菌、放線菌三種微生物的生長，而當達到10.0mg/kg時，抑制作用更顯著。以上是對微生物生長情況的影響；孫曦[6]同樣用上述兩種離子液體利用T-RFLPJ技術研究了其對土壤中生物群落多樣性的影響，結果表明，離子液體對群落結構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構，出現(xiàn)了平衡混亂的趨勢。程逸超[7]研究了離子液體對樹干畢酵母乙醇發(fā)酵的作用，說明離子液體對酵母發(fā)酵的毒性抑制作用隨著離子液體濃度的增加而增強，并且咪唑類離子液體的碳鏈越長，其抑制作用也愈強，說明了離子液體對酵母發(fā)酵的毒性抑制作用主要由其陽離子和碳鏈長度決定。

2.2 離子液體對水生生物的影響

使用最廣泛、研究最多的是咪唑類的離子液體，而陳彥文[8]等人研究了苯并噻唑類離子液體對模式動物斑馬魚的作用，將斑馬魚在不同濃度下進行不同的時間處理，測得肝臟內(nèi)的SOD酶活性均下降，并且酸性苯并噻唑類離子液體對斑馬魚的毒性作用更強，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]探究了離子液體對斑馬魚的應激反應的影響，發(fā)現(xiàn)在離子液體作用一段時間后，為應對變化的環(huán)境對自身造成的損傷，斑馬魚肝臟細胞啟動了防御機制，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)為斑馬魚的游泳能力下降，并且濃度-時間呈響應趨勢。

2.3 離子液體對陸生生物的影響

董慧[10]實驗發(fā)現(xiàn)：兩種離子液體[C12mim]Cl和[C16mim]Cl對HepG2、Hela、L929三種細胞的生長均有抑制作用，并且會損傷細胞內(nèi)的DNA含量。邵宇婷[11]主要研究了不同鏈長的離子液體對赤子愛勝蚓的影響，結果發(fā)現(xiàn)，[C10mim]NO3毒性最強，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，毒性強弱與碳原子的數(shù)目呈現(xiàn)正相關，當碳原子數(shù)大于10時，作用則相反，呈現(xiàn)負相關。

2.4 離子液體對高等植物的影響

杜道林[12]等人以模式植物蠶豆為研究對象，探究了兩種常見的咪唑類離子液體BmimCl、BmimTa對蠶豆幼苗根與莖生長的作用，結果表明，蠶豆幼苗的生長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：BmimTa>BmimCl；抑制作用的機理主要是通過提高細胞內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）等酶的含量進而使細胞內(nèi)氧化壓力升高，對細胞核內(nèi)的DNA造成氧化損傷，從而抑制細胞的生長。

3 展望

離子液體因其本身對環(huán)境比較友好，又可以作為許多反應的良好介質，其發(fā)展前景十分可觀，因此受到大眾的普遍關注；但是其對環(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的負面影響，需進一步對離子液體的危害機制進行探究，這需要我們共同的努力！