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

離子液體因具有優良的物化特征，目前已在各種工業生產如有機合成、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、導電性強、黏度大、蒸汽壓小、性質穩定、可設計性、對許多物質有良好的溶解性及無污染等優點被稱為綠色溶劑[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酵的作用，說明離子液體對酵母發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，發現在離子液體作用一段時間后，為應對變化的環境對自身造成的損傷，斑馬魚肝臟細胞啟動了防御機制，表現在羥自由基、丙二醛含量、抗氧化酶活性的變化，外在表現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]實驗發現：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，結果發現，[C10mim]NO3毒性最強，其次依次為[C12mim]NO3、[C4mim]NO3、[C6mim]NO3、[C8mim]NO3毒性最弱，從中可以發現在碳原子小于8時，毒性強弱與碳原子的數目呈現正相關，當碳原子數大于10時，作用則相反，呈現負相關。

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氧化壓力升高，對細胞核內的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境比較友好，又可以作為許多反應的良好介質，其發展前景十分可觀，因此受到大眾的普遍關注；但是其對環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！