人造纳米材料的环境风险分析

人造纳米材料的环境风险分析

自工业革命后，纳米技术将引领现代化进展步伐，成为社会发生革命

性变革的关键产业，人工纳米材料(英文全称：Manufac-turednanomaterials；简称“MNMS”)则是产业进展的基础。进入21

世纪以来，关于纳米技术安全性的研究成果层出不穷，其中最具代表

性的为Science和Nature杂志所发表的关于纳米技术安全性的文章，

多数的文章多突出了纳米技术所产生的生物效应对于生态环境的影响。但是，关于采纳纳米技术所研制并生产的人工纳米材料的研究，一般

也会从纳米技术的技术角度实行研究，而对于其作用机制对人类健康

和所发生地生态环境风险则有限，却成为可持续进展中需要着重解决

的问题。

1人工纳米材料对环境的潜在风险

1.1人工纳米材料为生物大分子结合人工纳米材料是基于纳米技术来

说之上成功的，其在组成上以高分子和胶体构成，在尺度上界定在lnm～100nm范围内。人工纳米材料是人工制造的化学用品，种类很多，在环境中所表现的特征是建立在其组合形式基础上的。人工纳米材料

生物成分居多，具有很多生态特征。因为其具有生物大分子的强烈结

合性，会与生命物质强烈结合，并以其显著的亲脂特性、配位特性和

体现出来的极性效应而渗入到体内。从人工纳米材料的化学组成来看，其比表面积大，众多的原子吸附在粒子表面的周围，使得相邻原子缺

少而导致很多空键存有。这就意味着人工纳米材料化学活性极强，特

别是吸附水平非常强。人造纳米材料的这些物化性质对于人体和环境

都会产生不良影响。这部分对人体和生态环境产生负面影响的人工纳

米材料被称为“纳米污染物”。随着纳米时代的到来，这些人工制造

的纳米污染物必定会对生态环境产生严峻的危害，所以要做好防护工作。

1.2人工纳米材料能够产生高级生物的毒性效应人工纳米材料的污染

物以纳米级存有，主要在于其强大的吸附性而导致其吸附被大量的污

染物而被掩盖，所以具有埋伏性。经过长期的化学结合而在合适的环

境条件下就会产生化学反应，所释放出来的化学物质就会污染到环境。纳米污染物在特定的环境狭隘，会渗入到器官内且浓度持续增大，使

得毒性效应显性化。如果纳米污染物进入到生物链中，特别是进入到

食物链环境，经过高位富集后，就会使纳米的生物性发生毒性效应。

纳米污染物不但具有组合复合性，而且还具有迁移性和扩散性。在任

何的环境中，都会存有着多种化合物，它们以各种形体存有，相互之

间协同，对环境持续地改变，以使环境成为符合化合物生存的环境，

由此而成为复合污染体系而难以操纵。纳米级的物质尺度小而吸附力

极强，具有较强的迁移性，特别是小分子化合物，具有极大的扩散力。从物理性质上来看，这种扩散的形成是基于布朗运动和介质涡流而促

成的。如果在纳米分子的表面所吸附的颗粒物携带有生命体，就能够

实行远距离传输，发生扩散性的污染效应。

1.3人造纳米材料具有广泛的应用性而导致污染范围扩大随着科学技

术进步，人类掌握了纳米技术而将其在生活中普及。基于经济理念而

使用纳米技术所生产的各种消费品，使得越来越多的人有机会接触纳

米材料，纳米污染物也开始接近人体，威胁到人体健康。纳米污染物

融入到生态环境中，很容易与人类的皮肤接触。皮肤对于宏观的颗粒

物具有阻挡性，但是纳米级的材料粒径仅为头发丝直径的1‰，已经纳米碳的直径仅为0.5nm，这么小的颗粒通过简单的扩散，就会穿过皮肤屏障和肺血屏障而渗透到人体中。纳米颗粒之小，对于人类的呼吸系

统具有强大的侵袭力。当纳米污染物进入到人体的肺部，就会在肺泡

上逐渐沉积下来，透过细胞而扩散到人体的全身，对人体的各项机能

具有极大的威胁力。纳米污染物具有较高的毒性，美国著名的毒物学

家欧博德瑞斯特(0berdorster)经过研究提出，在一些聚四氟乙烯材料中，直径低于20nm的颗粒性物质会在空气中漂浮，严峻污染环境，并

直接或者及间接性地渗入到生物体中。欧博德瑞斯特通过实验证明纳

米污染物的危害，将实验用的小白鼠放置在悬浮着纳米颗粒物的环境中，大约15min后，小白鼠就会死亡。但是如果环境中的纳米颗粒物

直径超过120nm，实验小白鼠就没有产生发病效应，依旧存活。

2解决纳米环境安全问题的途径

当前使用纳米技术制作的人造纳米材料还没有在社会中普及，但是其对环境安全的威胁已经引起注重。纳米技术的使用是为了能够使人类更好地生活，对于其对人体健康和环境的影响，则需要从学术角度以技术性评估，并做出安全评价，这就需要对纳米技术以及人造纳米材料在应用领域所产生的负面影响以理解。纳米材料研究的学科覆盖面广泛，除了物理学、化学、生物学外，包括电子学以及交叉学科也会有所涉及，在对人造纳米材料实行安全性评估中，就要材料的纳米负面效用实行综合性评价，以具有针对性地提出安全措施。在纳米材料生产中，处于工业环节就要把好环境风险关，以防止纳米污染物泄露于环境中。建立纳米风险监控系统，并制定出泄露风险标准、安全操作条例，在纳米材料的运输上也要按照规定执行。此外，还要注重纳米材料的回收，在生产人造纳米材料的同时，要进展纳米材料绿色处理技术，以幸免人造纳米材料在环境中造成二次污染。对于纳米材料的使用要予以操纵，强化纳米废弃材料的处理，大力展开纳米材料的防护研究，以提升纳米材料在应用领域中的安全性。

综上所述，纳米技术引发科技进展，带动工业革命进入到新的进展时期，农业也将在纳米技术的促动下进展起来。特别是纳米技术所具有的物理性质和化学性质，给基于纳米尺度所产生的量子效应以及界面效应等等，能够有效地推动工业领域、医药研究、环境保护领域产业表现出新的进展前景。纳米技术会逐渐渗透到人们的生产生活中，成为人们日常生活的重要组成部分，但是纳米技术被广泛应用中，其所潜在的负面效应对于人体健康、生态环境都会产生不同水准的影响。对人造纳米材料的负面影响以分析，采取必要的防护措施抵御其对环境的影响。

人造纳米材料的环境风险分析