二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应

收稿日期：２００７－１１－０３录用日期：２００７－１２－２５

基金项目：国家自然科学基金“十五”重大项目（Ｎｏ．１０４９０１８０）；科技部９７３资助项目（Ｎｏ．２００６ＣＢ７０５６０３）作者简介：王江雪（１９７８—），女，博士后；＊通讯作者（Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ），Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｃｈｙ＠ｎａｎｏｃｔｒ．ｃｎ

２００８年第３卷

第２期，１０５－１１３

生态毒理学报

ＡｓｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ

Ｖｏｌ．３，２００８Ｎｏ．２，１０５－１１３

二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应

王江雪

１，２

，李炜１，刘颖１，劳芳１，陈春英

１，＊

，樊瑜波

２

１．国家纳米科学中心－中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室，北京１０００８０２．北京航空航天大学生物工程系，北京１０００８３

摘要：伴随着纳米科技的迅猛发展，各式各样的纳米材料被开发和生产出来，逐步进入到周围环境及生命体中，纳米材料的生物安全性和生态毒理学问题已引起了社会各界的普遍关注．纳米二氧化钛（ＴｉＯ２）因具有良好的光催化特性、耐化学腐蚀性和热稳定性，而被广泛应用于涂料、废水处理、杀菌、化妆品、食品添加剂和生物医用陶瓷材料等与日常生活紧密相关的领域，因此，其将不可避免地进入环境和生态系统中引起相应的生物学效应（毒理学）．论文从流行病学调查和实验研究两方面出发，综述了纳米ＴｉＯ２对生物体

（皮肤、肺、肝、肾和脑）、细胞（细胞膜、细胞生长和凋亡）和生态系统的影响，探讨了其毒性产生的可能机制．希望今后进一步加强对纳米ＴｉＯ２的环境健康和生态毒性研究，以建立纳米ＴｉＯ２的环境健康安全暴露评价体系，促进纳米技术的健康、安全和可持续发展．关键词：纳米材料；纳米二氧化钛；环境健康；生态毒理；活性氧

文章编号：１６７３－５８９７（２００８）２－１０５－０９

中图分类号：ＴＢ３８３，Ｘ１７１．５，Ｘ１８

文献标识码：Ａ

ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＨｅａｌｔｈａｎｄＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｆｆｅｃｔｏｆＴｉｔａｎｉｕｍＤｉｏｘｉｄｅＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ

ＷＡＮＧＪｉａｎｇ－ｘｕｅ１，２，ＬＩＷｅｉ１，ＬＩＵＹｉｎｇ１，ＬＡＯＦａｎｇ１，ＣＨＥＮＣｈｕｎ－ｙｉｎｇ１，＊，ＦＡＮＹｕ－ｂｏ２

１．ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＢｉｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｆｆｅｃｔｓｏｆＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＮａｎｏｓａｆｅｔｙ，ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＮａｎｏＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－

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ａｃｃｅｐｔｅｄ２５Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００７

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｔｉａｌｓａｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄａｎｄｕｓｅｄｉｎｅａｃｈｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｙｔｅｎｄｔｏｅｎｔｅｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｌｉｆｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｂｉｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ

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（ＴｉＯ２），ａｎｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅａｎｄｏｄｏｒｌｅｓｓｗｈｉｔｅｐｏｗｄｅｒ，ｗａｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｐａｉｎｔｓ，ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ，ｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅ，ａｎｄｂｉｏ－ｍｅｄｉｃａｌｃｅｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｔｃ．，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｉｎｈｅｒｅｎｔａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ，ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｕｎａｖｏｉｄａｂｌｅｆｏｒｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２ｔｏｅｎｔｅｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｏｉｎｄｕｃｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓ（ｎａｎｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ）．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐａｓｔｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓａｎｄｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｉｅｓ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２ｏｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｓｍｓ（ｓｋｉｎ，ｌｕｎｇ，ｌｉｖｅｒ，ｋｉｄｎｅｙａｎｄｂｒａｉｎ），ｔｈｅｃｅｌｌｓ（ｃｅｌｌｍｅｍｂｒａｎｅ，ｃｅｌｌｇｒｏｗｔｈａｎｄａｐｏｐｔｏｓｉｓ）ａｎｄｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｆｏｒｔｈｅｓｅｔｏｘｉｃｉｔｉｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＩｔｉｓａｄｖｉｓｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈａｎｄｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙｏｆｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２ｔｏｈｅｌｐｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｓａｆｅｅｘｐｏｓｕｒｅｆｏｒｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２，ａｎｄｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｈｅａｌｔｈｙ，ｓａｆｅａｎｄｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｎａｎｏｓｃａｌｅＴｉＯ２；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈ；ｅｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ；ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ