纳米材料在生态环境方面的应用及潜在危害
纳米材料对环境的影响及其治理措施研究
纳米材料对环境的影响及其治理措施研究引言：随着纳米技术的快速发展，纳米材料在各个领域中得到了广泛应用，如电子、医药、能源等。
然而，虽然纳米材料具有许多出色的性能和应用潜力，但也引发了对其对环境和人类健康的潜在风险的担忧。
因此，研究纳米材料对环境的影响及其治理措施具有重要意义。
1. 纳米材料对环境的影响1.1 纳米材料的释放与传输纳米颗粒比传统材料更容易释放到环境中，并且由于其小尺寸和大表面积，纳米材料的传输性能也更好。
例如，在生产过程中，纳米材料可能会通过废水排放或空气散发进入环境中，甚至在使用后的废弃物中存在。
这些纳米材料的传输可能会导致其积累在环境中的生物群体中，从而对生态系统产生影响。
1.2 纳米材料的毒性效应纳米材料的小尺寸使其具有与体积相同的大尺寸材料不同的生物活性和毒性。
纳米颗粒可以通过细胞膜进入细胞内部，干扰细胞的正常生物过程，并对生物体的健康产生潜在的危害。
根据研究，一些纳米材料可能导致细胞损伤、遗传毒性、炎症反应等不良效应，甚至对人类造成慢性毒性。
2. 纳米材料治理措施2.1 环境监测与评估为了有效治理纳米材料对环境的影响，首先需要建立全面的环境监测与评估体系。
这包括对纳米材料在环境中的释放、传输和积累进行实时监测，以及对纳米材料的毒性效应进行评估。
通过了解纳米材料在环境中的行为和潜在的风险，可以有针对性地制定治理措施。
2.2 纳米材料的合理设计与生产在纳米材料的合理设计和生产过程中，需要充分考虑纳米材料的环境影响。
制定符合环保要求的设计准则，如使用可再生资源、减少对有害原材料的依赖等，以确保纳米材料的生产过程尽可能地减少对环境的负面影响。
2.3 纳米材料的处理与回收利用对于已经释放到环境中的纳米材料，合理的处理和回收利用是治理的重要措施之一。
开发高效的纳米材料处理技术，如通过过滤、沉淀、离心等方法将纳米材料从废水中去除，并进行安全处理或回收利用，以减少对环境的影响。
2.4 法规与政策的制定和实施有效的治理纳米材料对环境的影响需要建立健全的法规与政策框架。
纳米材料在生态环境方面的应用及潜在危害
国８ ％的江河 湖泊 已经遭 到不同程度 ０ 的污染 。 在水环境保护方面 ， 纳米材料 及技 术可 以应用 于 以下几个 方面 ： 减 少 水 资 源 消耗 。 纳 米 Ｔｉ 用 Ｏ 处理 后 的化学纤 维制作 的衣服 、 窗帘
在今后几年将这一 比例提高到１％ Ⅲ 。 ３ 生态环 境作为 生命活 动的基础 ， 其重
２ ０ 财政年 度为环 境健 康和安 全方 ０６ 面研 究提供 的资助 高达 ３ ５ 万美 元 ， ８０
约 占整个纳米科 技投入 的４ ｏ并计划 ￣， ／
纳 米 材料 能够 降 低 能源 和 材料 的消 耗， 减少有害有毒废 物的排放 ， 而间 从 接减轻对环 境污染的负荷 。 例如 ， 用 利
１ ～２ 倍 ， ０ ０ 可将 污水 中的悬 浮物和铁
物 医学 、 药学 、 妆品 、 源、 化 能 传感器 、 催化 以及 材料 学等各个领域均有 十分
广泛 的用途 。 中， 其 随着 人类 利用资源 和保 护环境 的能力 的拓展 ， 纳米 技术
为彻底改善环 境和从源头上控制新 的
污染源产生 ， 创造 了有 利条件 。 纳米技 术与环境保护和环 境治理的进一步有 机结 合 ， 会有 助于 许多环 保难 题 的 将
维普资讯
纳 米 材 料 在 生 态 环 境 方
面的应用及潜在危害
◇ 汤 宏波
中国科学院武Βιβλιοθήκη 文献情报 中心 纳 米材料 在 电子 、 磁学 、 学 、 光 生
要性 显 而易见 。 而纳 米材料 可 以通过 多种途 径进 入 自然环境 而产生多种环 境行 为 ， 能引起生 物体的毒性效应 。 可 已有研 究显示纳米材料 可 以在细胞水
纳米材料在环境污染治理中的应用
纳米材料在环境污染治理中的应用在当今社会，环境污染已成为全球性的重大挑战，对人类的健康和生态平衡造成了严重威胁。
为了有效治理环境污染，科学家们不断探索和创新，纳米材料的出现为环境污染治理带来了新的希望和突破。
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1 100 纳米）的材料。
由于其独特的物理、化学和生物学性质，纳米材料在环境污染治理领域展现出了巨大的潜力。
纳米材料在水污染治理方面发挥着重要作用。
例如，纳米零价铁（nZVI）能够高效去除水中的重金属离子，如铬、汞、铅等。
nZVI 具有高反应活性和强还原性，能够将重金属离子还原为低毒性的形态，从而降低其对环境的危害。
此外，纳米二氧化钛（TiO₂）在光催化降解有机污染物方面表现出色。
当受到一定波长的光照时，TiO₂能产生强氧化性的自由基，将水中的有机污染物分解为无害的物质，如二氧化碳和水。
这种光催化技术不仅可以用于处理工业废水，还可以应用于净化生活污水。
在大气污染治理中，纳米材料也有出色的表现。
纳米级的催化剂能够提高汽车尾气净化装置的效率。
传统的汽车尾气净化催化剂在低温条件下活性较低，而纳米催化剂具有更高的比表面积和活性位点，能够在较低温度下促进有害气体（如一氧化碳、氮氧化物等）的转化，从而减少汽车尾气对大气的污染。
此外，纳米纤维材料可以用于制作高效的空气过滤器。
这些纳米纤维过滤器能够捕获空气中的细微颗粒物（PM25、PM10 等），有效改善空气质量。
纳米材料在土壤污染治理方面也展现出了良好的应用前景。
对于土壤中的有机污染物，如农药、石油烃等，纳米吸附剂可以实现高效的吸附和去除。
纳米级的活性炭、石墨烯等材料具有巨大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够大量吸附有机污染物，从而降低其在土壤中的浓度和毒性。
同时，纳米材料还可以用于土壤的修复和改良。
例如，纳米羟基磷灰石可以固定土壤中的重金属，降低其生物有效性，减少重金属对植物和土壤生态系统的危害。
然而，纳米材料在环境污染治理中的应用也并非一帆风顺，还面临着一些挑战和问题。
纳米材料的危害
纳米材料的危害
纳米材料作为一种新型材料，在科技领域得到了广泛的应用，但是随之而来的危害也引起了人们的关注。
纳米材料的危害主要表现在环境污染、生物毒性和人体健康等方面。
首先，纳米材料对环境造成的污染是不可忽视的。
由于纳米材料具有微小的体积和高比表面积，一旦进入环境中，很容易对土壤、水体和大气造成污染。
特别是一些金属纳米材料，如纳米银、纳米氧化铁等，它们对环境的影响更为严重，可能对生态系统造成破坏，影响生物多样性，甚至对人类健康造成潜在威胁。
其次，纳米材料的生物毒性也是一个备受关注的问题。
许多研究表明，一些纳米材料对生物体具有一定的毒性，可能导致细胞损伤、基因突变甚至癌症等严重后果。
特别是一些纳米颗粒，由于其微小的尺寸和特殊的表面性质，可能更容易穿透细胞膜，进入细胞内部，对细胞结构和功能产生影响，从而引发生物毒性反应。
此外，纳米材料对人体健康的影响也备受关注。
随着纳米材料在生产和生活中的广泛应用，人们接触到纳米材料的机会也越来越多。
然而，一些研究表明，长期接触纳米材料可能对人体健康产生潜在的危害，如呼吸道疾病、免疫系统紊乱、神经系统损伤等。
尤其是一些工作在纳米材料生产和加工领域的人员，由于长期接触纳米材料，可能面临更高的健康风险。
因此，对纳米材料的危害问题，我们应该高度重视。
在推动纳米材料应用的同时，也要加强对纳米材料的环境影响和生物毒性的研究，制定相应的安全规范和管理措施，以减少其对环境和人类健康的潜在危害。
只有在科学合理地利用纳米材料的同时，才能更好地保护环境和人类健康，实现可持续发展的目标。
[讲解]2纳米科技潜在的危害
![[讲解]2纳米科技潜在的危害](https://img.taocdn.com/s3/m/e9868fbdd0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c2e.png)
二、纳米科技潜在的危害当人们陶醉在纳米材料的许多新奇功能和它将给我们生活带来的美好前景时，医学界出于特殊的职业敏感性，开始冷静地考虑纳米料将对人类健康产生的深远影响。
事实上，纳米技术还将在生态环境、经济、政治、伦理道德等等方面引发诸多问题，从而在社会各个层面产生不可估量的后果，影响遍及农业、医疗、制药、计算机、国防甚至人类的文明———它将取代基因技术成为最受争议的应用技术。
1.纳米技术对人类健康和环境的潜在危害纳米材料作为一种人工制造的新的物质形态, 人类对它的认识只能说刚刚开始。
目前学术界大多重视发展纳米材料制备科学和工程研究, 扩大研究对象以及发现神奇功能和新产品的开发, 较少注意到纳米材料的特殊性对机体产生的潜在危害。
首先, 纳米材料广泛的应用性使研究者、生产者和消费者今后将有许多机会接触纳米材料，而纳米材料的超微性提醒我们, 应该重新认识和理解人体对颗粒性物质的吸收过程和它可能引起的生物学影响。
我们知道, 皮肤是人类阻挡外源性物质的重要屏障系统, 它能有效地阻止宏观颗粒物经皮肤进入体内。
现在人们已经能够生产粒径只有头发丝直径1/ 7000 的金属纳米材料和粒径为0.15nm的纳米碳。
粒径如此之小的纳米粒子，完全有可能通过简单扩散或渗透形式经过肺泡和皮肤进入体内。
纳米材料的另一个显著特点是表面积大, 粒子表面的原子数多, 周围缺少相邻原子, 存在许多空键, 所以具有很强的吸附能力和很高的化学活性。
与此同时, 科学家发现药物制剂的粒径变小后, 其毒副作用也得到不同程度的增大。
常规药物被纳米颗粒物装载后, 急性毒性、骨髓毒性、细胞毒性、心脏毒性和肾毒性明显增强, 而难溶性药物的消化道吸收率和药效与药物的粒径呈负相关关系, 是人们已知的常识。
纳米微粒是飘浮和运动的, 它遵循布朗运动规律进入食品和人体, 进而进入人体细胞内。
产品成分中若含有氧化硅、氧化钛、氧化锰或者银, 这些成分在人体内将“如同幽灵一样飘浮”, 如果潜伏在细胞内就有可能诱发细胞病变, 进而可能导致癌症。
纳米技术对环境和人类健康的影响
纳米技术对环境和人类健康的影响近年来，随着科技的飞速发展，人们对纳米技术的研究和应用越来越深入。
纳米技术是指制造、加工和操作尺度为纳米级别（10的-9次方米）的物质和器件的技术。
由于其具有超小尺寸、巨大比表面积、量子效应和量子限制等特殊性质，纳米技术被广泛应用于医药、电子、材料、能源等领域，并被誉为“21世纪的科技革命”。
然而，随着纳米技术的不断发展，人们越来越关注其对环境和人类健康的影响。
在此，我们将对纳米技术对环境和人类健康的影响进行分析和探讨。
一、纳米技术对环境的影响1. 污染问题纳米颗粒在制造和应用过程中容易散发出有害物质，如金属离子、二氧化硅、二氧化钛等，这些物质会在大气、土壤、水体等环境中累积和富集，对生态环境和人类健康造成潜在危害。
同时，纳米颗粒还具有高速扩散能力、长时间存在性和毒性等特殊性质，这些都增加了其污染环境的难度和危险性。
2. 生态影响纳米颗粒对生物体的影响常常因其微小尺寸、巨大比表面积等特殊性质而变得复杂和难以预测。
近年来的研究表明，纳米颗粒可能对海洋生态系统中的微生物、浮游生物、底栖生物等造成影响，影响其生长、繁殖和生态功能。
纳米颗粒还可能与植物和动物相互作用，从而影响其生长和保健等生态问题。
3. 资源浪费纳米技术的加工和制造需要消耗大量的能源和化学物质，这不仅导致资源浪费和环境压力，还会对环境和人类健康造成负面影响。
同时，纳米技术的废弃和回收处理也面临难题，如何有效减少纳米颗粒的排放和处理已成为亟待解决的问题。
二、纳米技术对人类健康的影响1. 毒性和生物影响纳米颗粒具有与其体积和成分无关的极强毒性、很强的生物可吸入性和生物可摄入性等特性，其能够直接进入人体内部并与细胞、组织、器官等相互作用，从而对人体健康造成影响。
纳米颗粒可以引起肺部和呼吸系统等多种疾病，并可能与神经系统、心血管系统、生殖系统等相互作用，从而影响人类健康。
2. 填料和辅助材料问题纳米技术被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域，其中纳米凝胶、纳米药物、纳米保健品等被用作人类健康保健的缓解或治疗方式。
纳米材料对环境和健康的潜在危害
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纳米材料对 环境和健康的 潜在危 害 毕永红
纳米 材料对环境和健康的 在危害 潜
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质， 一旦做成纳米级 的超细微粒后 ， 就具有毒性 及潜
在 危害 ， 且颗 粒越小 ， 反应性 及毒性 越大 。 目前 的研 究 已经使科技决策层认识到纳米安全研究应该和纳米 科技进步 同时进行， 鉴于纳米材料 和颗粒对环境和人 类健康安全性的信息 目前还非常 匮乏 ， 科技强 国已 各 经陆续开展关于纳米材料生物安全性和环境安全性方 面 的研 究工 作 。 本文就纳米材料对环境和健康的 ｎ ｎａ ａｅ ｙｗａ ａ ．Ｍｏ ｅｅ ｐ ｒ ａ ｅｂ ｅ ｅ ｌ ｉｇｌ ｅｐ ｔｎ ｉｌｉｋａ ｄ ｎ ｇ ｔ ｅ ｅ ｎ ｏ ｅ ｒ ｎ ｉ ｍｅ ｔ Ｉ ｆｔ ｓｄｒｗｎ ｌ ｏ ｓ ｒ ｘ ｅｔ ｈ ｖ ｅ ｎｒ ａｉ ｎ ｈ ｏｅ ｔ ｓ ｎ ｅ ａ ｉ ｓ ｚ ａｒ ｖ
纳米技术在环境治理中的应用前景
纳米技术在环境治理中的应用前景随着工业化和城市化进程的加速，环境污染问题日益严峻，给人类的生存和发展带来了巨大的挑战。
传统的环境治理方法在应对复杂的污染问题时往往存在一定的局限性，而纳米技术的出现为环境治理带来了新的希望。
纳米技术是指在纳米尺度（1 100 纳米）上研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性进行创新和应用的技术。
在环境治理领域，纳米技术具有广阔的应用前景，有望成为解决环境污染问题的有效手段。
一、纳米技术在水污染治理中的应用水是生命之源，但水污染问题严重威胁着人类的健康和生态平衡。
纳米技术在水污染治理方面表现出了巨大的潜力。
纳米材料可以用于吸附水中的污染物。
例如，纳米级的活性炭具有更大的比表面积和更多的孔隙结构，能够更有效地吸附有机污染物、重金属离子等。
此外，一些新型的纳米吸附材料，如纳米金属氧化物、纳米黏土等，也具有优异的吸附性能，可以选择性地去除水中的特定污染物。
纳米催化剂可以促进水中污染物的降解。
通过在纳米尺度上调控催化剂的结构和组成，可以提高其催化活性和选择性。
例如，纳米级的二氧化钛在光照条件下能够产生强氧化性的自由基，可将水中的有机污染物分解为无害物质。
纳米膜技术在水处理中也具有重要的应用。
纳米膜具有孔径小、分离效率高的特点，可以有效地去除水中的微小颗粒、细菌、病毒等污染物，同时还能实现水的回用和资源回收。
二、纳米技术在大气污染治理中的应用大气污染是当前全球面临的重大环境问题之一，对人类健康和气候变化产生了严重影响。
纳米技术在大气污染治理方面也展现出了独特的优势。
纳米催化剂可以用于汽车尾气的净化。
传统的汽车尾气催化剂在低温下活性较低，而纳米级的催化剂能够在较低温度下实现对有害气体（如一氧化碳、氮氧化物等）的高效转化，降低汽车尾气对大气的污染。
纳米材料可以用于吸附大气中的有害气体。
例如，纳米级的沸石、碳纳米管等能够吸附二氧化硫、氮氧化物等气体，从而减少大气中的污染物浓度。
此外，纳米技术还可以应用于空气净化设备中。
纳米材料对环境和人类健康的影响
纳米材料对环境和人类健康的影响随着科技的不断发展，我们逐渐迈向了一个以纳米材料为主导的时代。
它们被广泛应用在电子、医学、环保等多个领域中，给我们带来了许多便利和效益。
然而，与此同时，我们也不得不面对纳米材料所带来的潜在风险和影响。
本文将重点探讨纳米材料对环境和人类健康的影响，并探索可能的解决方案。
一、纳米材料对环境的影响1. 水污染纳米材料在催化剂、过滤器等方面的应用越来越广泛。
然而，纳米材料的过度使用可能会对水源造成一定的污染。
例如，银纳米颗粒是一种比较常见的纳米材料，由于其抗菌性能非常强，被广泛用于消毒剂、水处理器等领域中。
但是，它们也会在水中积聚和累积，对水资源造成潜在的危害。
2. 空气污染纳米材料在汽车排放净化剂、催化剂等领域也得到了广泛的应用。
然而，这些材料中的钴、铜等金属均属于重金属类，具有一定的毒性。
过度使用纳米材料可能会对大气造成一定的污染和危害，特别是在城市交通密集区域，对人体健康会有一定的影响。
二、纳米材料对人类健康的影响1. 呼吸系统纳米材料非常微小，小到足以穿透呼吸系统中的微小细胞和血管。
一旦大量吸入，就可能会引起气喘和其他呼吸问题。
此外，纳米材料还会与空气中的氧气和水分子发生反应，产生一些挥发性有机物质，可能会对人体呼吸系统造成慢性损伤。
2. 心血管系统一些纳米材料可能会进入人体的血液循环系统，对健康产生不利影响。
例如，一些金属纳米颗粒经过长时间的积聚和吸血细胞残余物，可能导致心血管系统的硬化和血栓的形成。
3. 生殖系统近年来，人们对纳米材料对生殖系统的影响进行了大量的研究。
据研究表明，长期暴露于纳米银和纳米氧化钛可能会对性腺发育和功能产生影响。
此外，纳米材料也可能会对孕妇和胎儿的健康造成不良影响，甚至会增加新生儿患病和出生缺陷的风险。
三、解决方案1. 提高公众意识目前，大部分民众对纳米材料的了解还不足够，不能够准确了解可能存在的危害和风险。
因此，在解决纳米材料污染和健康风险方面，提高公众意识至关重要。
纳米技术的应用前景与风险
纳米技术的应用前景与风险随着科技的不断发展，纳米技术逐渐成为研究的热点领域。
纳米技术是一种能够控制和操作物质在纳米尺度下的技术，具有广泛的应用前景。
然而，纳米技术的应用也带来了一些潜在的风险和挑战。
本文将探讨纳米技术的应用前景以及相关的风险。
一、纳米技术的应用前景1. 医疗领域纳米技术在医疗领域的应用前景巨大。
通过纳米技术，可以制造出更小、更精确的医疗设备，如纳米机器人和纳米传感器，用于诊断和治疗疾病。
纳米技术还可以用于药物传递系统，将药物直接送达到病变部位，提高治疗效果。
此外，纳米技术还可以用于生物成像，帮助医生更准确地观察和诊断疾病。
2. 环境保护纳米技术在环境保护方面也有广阔的应用前景。
纳米材料可以用于污水处理和水质监测，提高水资源的利用效率和水质的监测能力。
此外，纳米技术还可以用于空气净化和废物处理，减少环境污染物的排放。
纳米材料还可以用于太阳能电池和储能设备，提高可再生能源的利用效率。
3. 电子领域纳米技术在电子领域的应用前景广阔。
纳米材料可以用于制造更小、更高效的电子器件，如纳米晶体管和纳米存储器。
纳米技术还可以用于制造柔性电子产品，如可弯曲的显示屏和可穿戴设备。
此外，纳米技术还可以用于制造更高效的电池和充电设备，提高电子产品的续航能力。
二、纳米技术的风险1. 环境风险纳米材料的应用可能会对环境造成潜在的风险。
纳米材料具有特殊的物理和化学性质，可能对生态系统产生不可预测的影响。
此外，纳米材料的生产和处理过程可能会释放出有害物质，对环境和人体健康造成潜在的危害。
2. 健康风险纳米材料的应用也可能对人体健康造成潜在的风险。
纳米材料具有较大的比表面积和较高的活性，可能对人体组织和细胞产生不可逆的损害。
此外，纳米材料可能通过呼吸道、皮肤和消化道进入人体，对人体健康产生潜在的危害。
3. 社会风险纳米技术的应用还可能带来一些社会风险。
纳米技术的发展可能导致一些传统产业的衰退，造成一定的社会不稳定。
纳米材料在环境污染治理中的应用研究
纳米材料在环境污染治理中的应用研究近年来，随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益凸显，给人们的健康和生活质量带来严重影响。
在环境污染治理领域，纳米材料作为一种新兴的技术手段被广泛研究和应用。
本文将探讨纳米材料在环境污染治理中的应用，并分析其优势和挑战。
一、纳米材料在水污染治理中的应用水污染是当前亟待解决的一大环境问题，纳米材料在水污染治理中的应用受到了广泛的关注。
首先，纳米材料可以作为催化剂应用于水中有害物质的降解。
例如，纳米铁颗粒能够促进氯代有机物的还原降解，有效减少水中有害物质的含量。
此外，纳米颗粒还可以作为吸附剂去除金属离子等水中污染物。
纳米材料具有较大的比表面积和高活性，能够与污染物充分接触，提高吸附效率。
二、纳米材料在大气污染治理中的应用大气污染是城市发展过程中不可忽视的问题，严重影响人们的健康和空气质量。
纳米材料在大气污染治理中的应用也具有巨大潜力。
首先，纳米颗粒可以作为催化剂应用于废气处理中。
例如，纳米钛晶粉能够催化降解废气中的有机物质，减少有害气体的排放。
此外，纳米材料还可以作为气溶胶材料吸附和捕集细颗粒物，从而改善空气质量。
三、纳米材料在土壤污染治理中的应用土壤污染是农业发展和工业化进程中产生的重要环境问题。
纳米材料在土壤污染治理中的应用也备受关注。
首先，纳米材料可以修复土壤中的重金属污染。
例如，纳米铜粉能够与土壤中的重金属形成稳定的络合物，减少重金属的生物有效性。
此外，纳米材料还可以作为土壤改良剂，调节土壤酸碱度和养分含量，提高土壤质量。
然而，纳米材料在环境污染治理中的应用也存在一些挑战。
首先，纳米材料的安全性和环境影响仍然需要进一步研究。
由于其特殊的物理、化学性质，纳米材料可能对环境和生物体产生潜在的危害，需要进一步评估和控制。
其次，纳米材料的制备成本较高，限制了其大规模应用。
未来的研究应该围绕解决这些问题展开，以促进纳米材料在环境污染治理中的应用。
总结起来，纳米材料在水污染、大气污染和土壤污染治理中发挥着重要作用。
纳米技术在环境净化中的应用
纳米技术在环境净化中的应用随着科技的飞速发展，纳米技术这一前沿领域正逐渐渗透到我们生活的方方面面。
特别是在环境净化领域，纳米技术展现出了其独特的魅力和巨大的潜力。
本文将探讨纳米技术在环境净化中的应用，并分析其优势与挑战。
首先，纳米技术在环境净化中的作用犹如一位神奇的“魔术师”。
它能够通过改变物质的微观结构，使其具有更高的反应活性和更强的吸附能力。
例如，纳米材料可以作为催化剂，加速污染物的分解；也可以作为吸附剂，有效去除水中的重金属离子和有机污染物。
这些特性使得纳米技术在处理工业废水、改善饮用水质量等方面发挥了重要作用。
其次，纳米技术在空气净化领域的应用也不容小觑。
传统的空气净化技术往往难以应对复杂多变的空气污染情况，而纳米材料则因其高效的过滤性能和广谱的抗菌特性而备受青睐。
它们能够有效地捕捉空气中的微小颗粒物、有害气体以及细菌病毒等微生物，为人们创造一个更加健康、清新的呼吸环境。
然而，尽管纳米技术在环境净化中展现出了诸多优势，但我们也必须正视其带来的挑战。
一方面，纳米材料的安全性问题不容忽视。
由于其微小的尺寸和特殊的物理化学性质，纳米材料可能对人体健康产生潜在风险。
因此，在使用纳米技术进行环境净化时，必须严格控制其浓度和暴露途径，确保不会对人体造成危害。
另一方面，纳米技术的广泛应用还可能对生态系统产生负面影响。
一些研究表明，纳米材料可能会对水生生物和土壤微生物产生毒性作用，进而影响整个生态系统的平衡。
因此，在推广纳米技术的同时，我们需要加强生态风险评估和管理措施，确保其在发挥积极作用的同时不会对生态环境造成破坏。
综上所述，纳米技术在环境净化中的应用前景广阔，但同时也面临着一系列挑战和问题。
为了更好地利用这一先进技术服务于人类福祉和环境保护事业，我们需要不断探索和完善相关的科学理论和技术手段，推动纳米技术在环境净化领域的健康发展。
只有这样，我们才能在享受科技带来的便利的同时，保护好我们赖以生存的地球家园。
纳米材料对环境的污染与治理
纳米材料对环境的污染与治理纳米材料是一种具有特殊结构和性质的材料，其尺寸在纳米级别，通常为1-100纳米。
由于其独特的特性，纳米材料在许多领域中得到了广泛的应用，如电子、医药、能源等。
然而，随着纳米材料的广泛应用，人们也开始关注纳米材料对环境的潜在污染问题。
首先，纳米材料对环境的污染主要体现在两个方面：生态系统污染和人体健康风险。
纳米材料的小尺寸和大比表面积使其具有更强的活性和毒性。
当纳米材料进入环境中时，它们可能会与水、土壤和空气中的其他物质相互作用，形成复杂的环境体系。
这些纳米材料可能会累积在土壤中，影响植物的生长和发育，甚至进入食物链，对整个生态系统造成潜在的危害。
此外，纳米材料还可能通过空气中的颗粒物进入人体，对人体的呼吸系统、皮肤等造成潜在的健康风险。
纳米材料对环境的污染问题引起了广泛的关注，人们开始研究纳米材料的治理方法。
目前，纳米材料的治理主要包括两个方面：预防和控制。
预防是指在纳米材料的生产和应用过程中采取措施，以减少纳米材料对环境的潜在污染。
例如，在纳米材料的设计和合成过程中，可以优化材料的结构和性质，减少对环境的潜在影响。
此外，还可以采用封装和包覆等技术，将纳米材料包裹在其他材料中，减少其释放和扩散。
控制是指在纳米材料进入环境后，采取措施减少其对环境和人体的潜在危害。
目前，控制纳米材料的方法主要包括监测和修复。
监测是指对环境中的纳米材料进行监测和评估，了解其浓度和分布情况，为治理提供数据支持。
修复是指通过物理、化学或生物等手段，减少或清除环境中的纳米材料。
例如，可以通过土壤修复技术，将纳米材料从土壤中去除或转化为无害物质，减少对植物和生态系统的影响。
纳米材料的治理是一个复杂而挑战性的问题，需要多学科的合作和创新。
目前，国际上已经建立了一些纳米材料的治理政策和标准，如欧盟的纳米材料注册、评估和授权制度。
此外，各国也在加强对纳米材料的监管和管理，加大对纳米材料的研究和开发力度。
通过制定科学合理的政策和标准，加强监测和修复技术的研究，可以有效地减少纳米材料对环境的污染和潜在风险。
纳米技术在环境修复中的应用
纳米技术在环境修复中的应用在当今时代，环境问题日益严峻，成为了全球关注的焦点。
各种污染，如土壤污染、水污染和空气污染，给生态平衡和人类健康带来了巨大威胁。
为了应对这些挑战，科学家们不断探索创新的解决方案，纳米技术应运而生，并在环境修复领域展现出了巨大的潜力。
纳米技术，简单来说，就是研究和应用尺寸在 1 到 100 纳米之间的物质的特性和应用。
这个尺度下的物质具有一些独特的物理、化学和生物学性质，使其在环境修复中能够发挥出意想不到的作用。
在水污染治理方面，纳米技术提供了新的思路和方法。
纳米材料，如纳米零价铁、纳米二氧化钛等，被广泛应用于去除水中的重金属离子和有机污染物。
纳米零价铁具有高反应活性和强还原性，能够将水中的重金属离子如铬、汞等还原为低毒性或无毒的形态，从而降低其对环境的危害。
纳米二氧化钛则在光催化作用下，可以分解水中的有机污染物，如染料、农药等，将其转化为无害的物质。
土壤污染是另一个棘手的环境问题。
纳米技术为土壤修复带来了新的可能性。
例如，纳米羟基磷灰石可以有效固定土壤中的重金属，减少其在土壤中的迁移和生物可利用性。
通过与重金属离子形成稳定的化合物，纳米羟基磷灰石降低了重金属对土壤生态系统和农作物的危害。
此外，纳米级的生物炭也在土壤修复中表现出色。
它具有高比表面积和丰富的孔隙结构，能够吸附土壤中的有机污染物，同时改善土壤的物理性质，增加土壤肥力。
在空气污染治理中，纳米技术同样发挥着重要作用。
纳米催化剂可以促进有害气体的氧化和分解，例如将氮氧化物和一氧化碳转化为无害的氮气和二氧化碳。
纳米纤维过滤器能够更有效地捕获空气中的微小颗粒物，如 PM25，提高空气净化效率。
然而，纳米技术在环境修复中的应用并非一帆风顺，也面临着一些挑战和问题。
首先，纳米材料的安全性是一个重要的考量因素。
由于纳米材料的尺寸极小，它们可能会在环境中迁移，并进入生物体，对生态系统和人类健康产生潜在的风险。
因此，在使用纳米材料进行环境修复时，需要对其环境行为和生态毒性进行深入研究和评估。
纳米污染的风险与管理
纳米污染的风险与管理纳米材料是一种具有特殊性能和结构的材料，其尺寸一般在纳米尺度范围内。
由于其独特的特性，纳米材料得到了广泛的应用，涉及多个领域，如医疗、能源、环境等。
然而，随着纳米材料的大规模生产和应用，纳米污染也成为一个备受关注的问题。
本文将探讨纳米污染的风险与管理，并提供相应的步骤和措施。
一、纳米污染的风险1.毒性风险：纳米材料对人体和环境的潜在毒性引起了人们的担忧。
纳米颗粒的小尺寸和大比表面积可能导致其更强的活性和生物可利用性，从而增加了潜在的毒性。
2.环境风险：纳米颗粒的释放和排放可能对环境造成危害。
纳米颗粒具有较高的移动性和生物可利用性，可能会积累在土壤、水体和生物体中，影响生态系统的平衡。
3.职业健康风险：与纳米材料接触的工作人员可能会面临职业健康风险。
纳米材料的粉尘可能通过吸入、皮肤接触等途径进入人体，导致潜在的健康问题。
二、纳米污染的管理1.评估和监测：建立可靠的评估方法和监测体系，对纳米材料的风险进行定量和定性分析。
这包括了纳米颗粒的生物毒性评估、生态风险评估和职业健康风险评估等。
2.法规政策：政府应制定相关的法规政策，规范纳米材料的生产、使用和处置。
这包括了纳米材料的标识要求、使用限制和排放标准等，以确保纳米材料的安全性和环境友好性。
3.教育和培训：加强对相关从业人员和公众的教育和培训，提高其对纳米材料的认知和风险意识。
这有助于提高纳米材料的安全操作和处理意识，减少潜在的纳米污染风险。
4.技术创新和替代品开发：鼓励技术创新，探索替代纳米材料的研发和应用。
这有助于减少对潜在有害纳米材料的使用，降低纳米污染的风险。
5.国际合作：加强国际合作和信息共享，共同研究和解决纳米污染的问题。
这有助于促进纳米材料的安全管理和全球绿色发展。
三、管理纳米污染的具体步骤1.建立风险管理团队：组建专门的团队负责纳米污染的风险评估、监测和管理工作。
2.制定纳米污染管理计划：根据具体情况，制定适合的纳米污染管理计划，明确管理目标、措施和时间表。
纳米材料对环境污染治理的影响与应用
纳米材料对环境污染治理的影响与应用随着工业发展和城市化进程的加快，环境污染已成为一个全球性的问题。
有机污染物、重金属等有害物质的释放给我们的生态环境带来了严重的威胁。
传统的环境污染治理技术往往存在效率低、成本高等问题，因此寻找一种高效、经济、环保的治理方法是亟待解决的课题。
纳米材料作为一种具有特殊物理化学性质的材料，展现了在环境污染治理方面潜在的巨大应用价值。
本文将探讨纳米材料对环境污染治理的影响与应用。
首先，纳米材料在水环境污染治理方面具有很好的应用性能。
纳米材料的特殊结构和性质使其具备较大的比表面积和高度的催化活性，可以用来去除水中有机污染物和重金属离子。
例如，纳米零价铁能够高效去除水中的有机物和重金属离子，其反应速率快、效果显著。
同时，纳米颗粒经过表面改性后，可以吸附、捕获水中的有机物质，从而达到净化水体的效果。
除此之外，纳米氧化铁、纳米硅胶等纳米材料也可以应用于水环境污染治理中，有效地吸附和降解有机污染物，提高水质。
其次，纳米材料在空气污染治理方面也具备重要作用。
纳米材料在催化氧化、光催化和光热转换等方面的特性赋予其在空气污染治理中的广阔前景。
例如，纳米二氧化钛被广泛应用于室内空气净化中，其高度活性的表面可催化吸附空气中的甲醛、苯等有机污染物，将其转化为无害物质。
另外，纳米氧化锌、纳米银等也展现了在空气净化和抗菌方面的潜力。
纳米材料具有较大的表面积和更多的活性位点，具有较低的致密性，使其成为高效吸附和催化降解空气中有害气体的理想材料。
此外，纳米材料在土壤重金属污染治理中也具备广泛的应用前景。
土壤重金属污染是当前全球环境领域面临的严重问题之一，对农作物生长和人类健康产生了巨大的威胁。
纳米材料通过其较大的比表面积、活性表面以及特殊的吸附能力，可以高效去除土壤中的重金属污染物。
纳米氧化锌、纳米氧化铁以及纳米炭黑等纳米材料被广泛用于土壤重金属污染的修复和治理中。
此外，纳米材料还可以携带和释放吸附剂、酶等修复物质，进一步提高土壤污染修复的效率。
纳米材料在环境治理中的作用
纳米材料在环境治理中的作用关键信息项：1、纳米材料的种类及特性：＿___________________________2、纳米材料在环境治理中的具体应用领域：＿___________________________3、纳米材料应用于环境治理的优势：＿___________________________4、纳米材料在环境治理应用中可能存在的风险：＿___________________________5、纳米材料在环境治理中的监管措施：＿___________________________6、未来纳米材料在环境治理领域的发展趋势：＿___________________________1、引言随着环境污染问题的日益严峻，寻求高效、创新的环境治理方法变得至关重要。
纳米材料因其独特的物理和化学性质，在环境治理领域展现出巨大的潜力。
本协议旨在探讨纳米材料在环境治理中的作用、优势、风险以及未来的发展方向。
11 纳米材料的定义与特点纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1 100 纳米）的材料。
其具有比表面积大、表面活性高、量子尺寸效应等独特性质。
111 比表面积大纳米材料的颗粒尺寸小，导致其比表面积显著增大，能够提供更多的活性位点，从而增强与污染物的相互作用。
112 表面活性高纳米材料的表面原子数比例高，表面能大，使其具有较高的表面活性，更容易与污染物发生化学反应。
113 量子尺寸效应当粒子尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级，从而导致纳米材料在光学、电学、磁学等方面表现出特殊的性质。
12 环境治理的现状与挑战当前，环境污染问题包括水污染、大气污染、土壤污染等，传统的治理方法存在效率低、成本高、易产生二次污染等不足。
121 水污染现状工业废水、农业污水和生活污水的排放导致水体中有机物、重金属等污染物含量超标，严重威胁水生态系统和人类健康。
122 大气污染现状工业废气、汽车尾气等排放的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物，造成空气质量下降，引发雾霾等环境问题。
纳米材料对环境和人体健康的潜在影响
纳米材料对环境和人体健康的潜在影响
方
摘
Hale Waihona Puke 辉 (河南省南阳市二中南阳
473003)
纳米材料的粒径分布在 0.1nm~100nm 范围内， 可以几乎不受阻碍地进入细胞， 从而有可能进入人的神经系统， 要： 影响人的大脑， 导致一些更严重的疾病和后果。 另外， 纳米颗粒比表面积大， 易于吸附有机分子， 可能是多种污染 物的载体， 对环境造成一定的影响。 关键词： 纳米材料 污染 超细颗粒 纳米是一个长度单位，是 1 米的 10 亿分之一。当物 质颗粒小到纳米量级时， 这种物质就被称为纳米材料。在 一段时间里， 我们一直认为纳米科技给社会带来的都是益 处， 而近年来， 不少研究者发现， 一些纳米颗粒和碳纳米管 对生物体和环境有害。来自纳米科学、 生物， 化学、 医学、 物理、 环境等多个领域的专家一致呼吁加强纳米材料和纳 米技术的生物环境安全性研究。 1 纳米材料的特性 纳米材料的粒径分布在 0.1nm~100nm 范围内，处于原 子簇和宏观离子交界的过度区域。 它们的强度、 韧性、 比热、 催化能力、 导电率、 扩散率、 磁化率、 光学、 电磁波吸收性能等 方面的性质均发生根本性的改变， 显示出许多奇异的特性。 （1） 量子尺度效应。纳米材料中处于分立能级中的电 子的波动性带来了纳米材料的一系列特殊性质， 如特异性 催化和光催化性质、 强氧化性和还原性等。 （2） 小尺寸效应。 由于纳米粒子的尺寸与光波的波长、 之内免征商品税。 2 当前我国科技竞争力国际地位与税收鼓励科技投资缺陷 （1） 当前我国科技竞争力国际地位。根据瑞士洛桑国 际管理开发研究院发表的 2000 年度《国际竞争力报告》 ， 在世界 47 个国家和地区中，我国的科技竞争力排名为第 28 位。 究其原因是： 目前构成我国科技竞争力的五个要素 及 26 项评价指标基本上都位居国际中下水平。其中五个 构成要素在世界排名顺序是： 研究与开发 （R&D） 经费要素 在世界排名第 31 位、 研究与开发 （R&D） 人员要素在世界 排名第 27 位、 技术管理要素在世界排名第 25 位、 科学环 境要素在世界排名第 22 位、知识产权要素在世界排名第 36 位。可见当前我国科技竞争力的国际地位仍然低下。 （2） 现行税收政策对鼓励科技投资方面的缺陷： ①主体 税种未能充分体现鼓励科技投资的意图。 目前我国流转税 中的增值税， 是中央财政收入的主要来源， 优惠政策较少， 实行的是 “生产型” 课税， 对科技投资中的固定资产所含税 款和购买专利权等无形资产投入均不抵扣， 体现对投资重 复征税； 对出口产品不彻底退税， 使技术含量高的产业增值 税负担重， 产品生产成本高， 降低了产品的市场竞争力， 影 响企业技术创新； ②鼓励科技投资择用的税收优惠政策方 式简单、 针对性不强。我国现行鼓励科技投资的税收优惠 方式比较单一， 主要采用税率优惠、 税额定期减免、 先征后 返等直接优惠方式， 对国际上已普遍使用的加速折旧、 投资 抵免、 提取技术开发准备金制度等间接优惠方式应用较少， 限制较多。 对高新技术开发区外的经济实体 （包括个人） 从 事科研活动、运用科研成果、进行机器设备更新等鼓励较 传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、 透射深度 等物理特性尺寸相当或更小， 周期性的边界条件将被破坏， 声、 电磁、 光、 热力学等性能均会发生变化。 （3） 表面效应。纳米材料表面原子数与总原子数之比 随粒径变小而急剧增大后会引起性质上的变化。因为表 面原子数的增所， 比表面积大， 原子配位不足， 表面原子的 配位不饱和性导致大量的悬空键和不饱和键，表面能高， 因而导致这些表面原子具有高的活性， 极不稳定， 很容易 与其它原子结合。 2 纳米材料对人体健康的潜在影响 由于纳米材料的广泛应用， 使研究者、 生产者和消费 者今后将有许多机会接触纳米材料。 纳米材料可通过三种途径进入人体： ①通过呼吸系 统； ②通过皮肤接触； ③其他方式， 如食用、 注射之类。 （1） 纳米材料污染物通过上述途径进入人体， 与体内细 胞起反应， 会引起发炎、 病变等； 污染物在人体组织内停留也 少， 实行的是同一性质企业区别对待政策； 对产学研合作和 联合开发的项目和对研制开发出来的新产品没有税收激 励， 从而影响了整体产业科技水平的提高； ③税收优惠只注 重营利企业， 对科技投资风险损失、 投资者、 科研人员缺乏 税收激励。 目前我国能够享受科技投资税收优惠的企业主 要是营利企业；对科技投资风险损失最多只能连续弥补 5 年， 且只能用本企业的其他所得和以后年度实现的计税所 得进行弥补， 不能用投资者的其他所得加以冲抵； 对科技投 资所得的税前扣除没有特殊优惠； 对投资者分红所得或承 担损失也没有规定具体的税收激励措施或补救办法； 对科 研人员取得的各种报酬在计算个人所得税时没有考虑个人 教育因素的投入， 从而影响了风险投资的积极性， 对科研项 目的负责人缺乏吸引力， 使科技人员队伍不稳定。 3 借鉴印度经验完善我国科技投资的税收政策 （1）完善鼓励科技投资的增值税政策： ①在高科技企 业中率先推行消费型增值税。高科技企业是风险投资的 最主要领域， 属于现行生产型增值税税负最重的行业。在 高科技企业中首先实行消费型增值税， 既可以在该领域先 解决现行增值税重复征税问题， 又可以迅速推进科技风险 投资事业的发展； ②在高科技企业中扩大增值税抵扣范围。 将专有技术等与高科技企业密切相关的无形资产纳入其 增值税抵扣范围，降低其引进先进技术的风险成本； ③在 高科技企业中一律实行货到抵扣制度。无论高科技企业 年销售额中批发、零售货物的应税销售额是否超过 50%， 都将其视为非商业企业，实行增值税凭票货到抵扣制度， 以便加速其资金的周转速度， 提高资金的使（下转 48 页）
纳米技术的潜在风险是什么,应如何应对？
纳米技术的潜在风险是什么，应如何应对？纳米技术作为一种新兴的技术，正在不断地发展和普及。
与此同时，人们也越来越关注纳米技术的潜在风险，例如带来的环境污染，人类健康的威胁等。
本文将从以下几个方面介绍纳米技术潜在的风险，并提出一些应对措施。
一、纳米颗粒对环境的影响纳米颗粒是指粒径小于100纳米的颗粒体。
研究表明，纳米颗粒会因为其特殊的结构和小尺寸，对环境产生一定的影响。
例如，纳米颗粒可能会影响水体生物的生长和繁殖；同时，纳米颗粒也会对土壤和植被造成污染，影响生态环境的平衡。
应对措施：在纳米颗粒的制造和应用中，应严格控制其产生和使用过程中的环境污染。
同时，在纳米颗粒的应用过程中，应注重对其释放的控制，减少其对环境的影响。
二、纳米颗粒对人类健康的威胁由于纳米颗粒具有较小的尺寸和大的比表面积，因此对人体有一定的危害，例如对人类呼吸系统的损害、神经系统的影响以及对人体免疫系统的隐患。
此外，纳米颗粒也可能通过污染的水或食物进入人体，给人体造成损害。
应对措施：在纳米颗粒的制造和应用中，应注重对人体健康的风险评估，并在制造和应用过程中严格控制其释放，减少其对人体健康的危害。
同时，加强对纳米颗粒影响的研究，发展出更加安全的纳米材料。
三、纳米技术的知识产权保护纳米技术的研发投入大、研究难度高，因此对于相关企业来说，知识产权的保护显得尤为重要。
但是，纳米技术还处于起步阶段，相关法律法规尚不完善，因此纳米技术的知识产权保护也面临诸多挑战。
应对措施：加强相关法律法规的制定与改进，完善纳米技术知识产权保护的体系，并引导企业将更多的精力投入到技术研发上，提高自身的核心竞争力。
四、纳米技术的伦理风险随着纳米技术的不断发展，相关技术将会影响人类和社会的各个方面，因此纳米技术带来的伦理风险也不可忽视。
例如，纳米技术可能会改变人类智力和生理特点；纳米技术的应用也可能会为一些非法犯罪活动提供便利。
应对措施：加强纳米技术的伦理风险研究和监管，制定伦理道德准则，推进纳米技术的良性发展。
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４． 其它
控制污染源。 污染的预防是指有 效地使用原材料、 能源、 水及其他资源 以减少或消除废物的产生，从而从源 头上遏制污染的发生。 监测环境污染。 如有毒的Ｎ Ｏ ｘ 可 导致酸雨和温室效应，因此其在大气 中的含量必须被适时监测。 目前监测 技术成本高，不便移动作业，所需温度 高。 与现有监测仪器不同的是，利用纳 米技术研制的碳纳米管可以用于监测 ＮＯｘ，可在室温下工作， 造价低廉， 而 且体积小，只有３μｍ ［２］。 土壤污染物的治理。 以往土壤或
１ ． 水环境保护
由于自然和人为的原因， 水中的 污染物会大量增加， 超过水体的自净 能力， 使水中各种成分之间的相对平 衡受到破坏， 从而引起水质变坏。 目
一、 在环境保护方面的应用
在工业生产和社会生活中， 使用 纳米材料能够降低能源和材料的消 耗， 减少有害有毒废物的排放， 从而间 接减轻对环境污染的负荷。 例如， 利用 纳米技术的居室照明可以降低１０％的 电能消耗， 美国据计算每年可以减少
纳米材料对于改善我们赖以生存 的大气环境也具有多方面的应用。 用作煤炭助燃催化剂。 工业用煤 燃烧后也会产生Ｓ Ｏ ２ 气体， 如加入纳 米级助燃催化剂则不仅可使煤充分燃 烧，不产生ＣＯ气体，提高能源利用率， 而且会使硫转化为固体硫化物，而不 产生Ｓ Ｏ ２ 气体， 从而消除有害气体的 产生［９］。 用作石油脱硫催化剂。 工业用及 车用燃料油是最大的Ｓ Ｏ ２ 污染源， 燃 料油中的含硫化合物在燃烧后会产生 Ｓ Ｏ ２ ， 所以石油炼制工业有一道脱硫 工艺以降低汽柴油的硫含量。 纳米钛 酸钴（ＣｏＴｉＯ ３ ） 是一种非常好的石油 脱硫催化剂。 以半径为５５～７０ｎｍ的钛 酸钴合成的催化活体多孔硅胶或以 Ａ ｌ ２ Ｏ ３ 陶瓷作为载体的催化剂， 其催 化效率极高。 经催化的油品中硫的含 量小于０．０１％，达到国际标准。 用作汽车尾气净化催化剂。 最新 研究成果表明，复合稀土化合物的纳 米级粉体有极强的氧化还原性能，这 是其它任何汽车尾气净化催化剂都不 能比拟的。 它的应用可以彻底解决汽 车尾气中Ｃ Ｏ 和Ｎ Ｏ ｘ 的污染问题。 以活 性炭作为载体、 纳米Ｚｒ ０．５ Ｃｅ ０．５ Ｏ ２ 粉 体为催化活性体的汽车尾气净化催化 剂， 由 于 其 表 面 存 在Ｚ ｒ ４ ＋ ／ Ｚ ｒ ３ ＋ 及 Ｃ ｅ ４ ＋ ／ Ｃ ｅ ３ ＋ ， 电子可以在其三价和四 价离子之间传递，因此具有极强的电
要性显而易见。 而纳米材料可以通过 多种途径进入自然环境而产生多种环 境行为， 可能引起生物体的毒性效应。 已有研究显示纳米材料可以在细胞水 平、 亚细胞水平、 基因、 蛋白水平及整 体动物水平对生物体产生影响， 其生 态学影响不可忽视。 国际上， 纳米技术在环保领域的 开发研究已经涉及诸多方面， 某些在 较高的层面的探索实践已达到实用阶 段。 我国环境界也已有不少学者开展 了纳米技术在生态环境领域的研究开 发工作， 提出许多课题， 并且取得了一 定进展。 纳米材料生态学研究已经越 来越多地受到各界广泛关注。
解这些物质，其中纳米ＴｉＯ ２的降解效 率最好， 几乎接近达到１００％。 将某些 对日光有响应的半导体纳米材料涂敷 于墙壁或其它合适的表面上做成光致 空气清洁剂， 可将Ｓ Ｏ ２ 、 Ｈ ２Ｓ 、 ＮＯ、 ＮＯ２ 等有害气体吸附于表面， 在光作用下 转化为无害物质，也可氧化去除甲硫 醇、 硫化物、 氨气等有害气体。
。 这种２０世纪７０年代发展起来的农
药品种占我国农药产量的８ ０ ％ ， 它的
Hale Waihona Puke ５ ２新材料产业 ＮＯ．３ ２００８
子得失能力和氧化还原性，在氧化ＣＯ 的同时还原ＮＯｘ，使它们转化为对人 体和环境无害的Ｃ Ｏ ２ 和Ｎ ２ 。 而更新一 代的纳米催化剂，将在汽车发动机汽 缸里发挥催化作用，使汽油在燃烧时 就不产生Ｃ Ｏ 和Ｎ Ｏ ｘ ， 无需进行尾气 净化处理。 用作纳米燃油添加剂。 纳米技术 为燃油添加剂市场开辟了新的机遇。 纳米燃油添加剂可以大幅增加动力， 降低燃油消耗，提高发动机性能并延 长其寿命，减少尾气中有害物质的排 放，保护环境。 采用创新的纳米微乳化 技术生产的新一代多用途燃油添加 剂，可以全面解决辛烷值强化剂、 清净 剂和节油添加剂所要解决的问题，还 可以整体改善发动机的性能，是一种 全新概念的具有综合性能的第四代环 保型燃油添加剂［１０］ 。 治理大气污染。 随着人们生活水 平的提高，交通工具越来越发达，汽车 拥有量越来越多，汽车所排放的尾气 已成为污染大气环境的主要来源之 一。 汽车尾气的治理已成为各国政府 亟待解决的难题。 实验研究发现，纳米 级稀土钙钛矿型复合氧化物Ａ Ｂ Ｏ ３ 对 汽 车 尾 气 所 排 放 的Ｃ Ｏ 、 Ｎ Ｏ 和Ｈ Ｃ 具 有良好的催化转化作用。 把它作为活 性组份负载于蜂窝状堇青石载体上制 成的汽车尾气催化剂三元催化效果较 好，价格便宜，可以替代昂贵的贵金属 催化剂。 近年来，很多稀土钙钛矿型复 合氧化物已经投放市场应用于汽车尾 气的治理［２］。 降解空气中的有害物质。 调查表 明，新装修的房间内空气中有机物浓 度高于室外，甚至高于工业区。 对室内 主要的气体污染物甲醛、 甲苯等的研 究结果表明，光催化剂可以很好地降
５ １
Ｆ ｒｏｎｔｉｅｒ 前沿
和帐篷等能起到自洁作用，不需使用 化学洗涤剂清洗，从而降低了污水的 排放量，同时减少了水资源的消耗。 水的净化处理。 传统的水处理方 法可以除去污水中的悬浮物、 泥沙等 污染物，但对低浓度可溶性有毒、 有害 物质的处理效率低、 成本高，有时甚至 无法处理。 使用纳米材料的光催化方 法，可使许多难降解的污染物转化为 Ｈ ２ Ｏ 和Ｃ Ｏ ２ 等无污染的小分子物质。 用于有机物废水处理。 目前国内 常用的有机物废水处理技术难以达到 有效的治理。 物理吸附法、 混凝法等非 破坏性的处理技术，只是将有机物从 液相转移到固相； 而化学、 生化等处理 技术虽是破坏性的，但除净度低，废水 中的有机物含量仍远高于国家废水排 放标准。 与上述方法相比， 纳米Ｔ ｉ Ｏ ２ 光催化降解有机物水处理技术具有明 显的优势，无污染，除净度高。 其机理 就是通过催化剂表面产生的强氧化性 的 ・ ＯＨ 致使有机物氧化分解，最终使 之矿化。 因这种氧化作用无选择性，且 有较高的分解效率，所以环境中的多 种有机污染物均可被氧化分解而消 除。 据报道，日本石产业公司与一家大 型工厂率先开发利用ＴｉＯ２的光催化作 用建立了一个新型的废水处理系统， 用于降低废水中的Ｃ Ｏ Ｄ 和Ｂ Ｏ Ｄ ［ ３ ］ 。 中 科院一研究所采用纳米ＴｉＯ ２粉末，利 用太阳光进行光催化降解苯酚水溶液 和十二烷基苯磺酸钠水溶液的实验获 得成功。 在多云和阴天的条件下， 光照 １２ｈ，浓度为０．５ｍｍｏｌ／Ｌ的苯酚已降 解为０ ， 浓度为１ ｍ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ的十二烷基 苯磺酸钠也基本降解。 研究表明，这是 一项极有前途的实用性水处理技术。 利用纳米Ｔ ｉ Ｏ ２ 可以降解有机磷农药
量的研究，并取得了一定的成果［７］。 抑制蓝藻生长。 研究表明， 改性 纳米ＴｉＯ ２具有较强的氧化能力，对滇 池蓝藻的微囊藻胶群体、 叶绿素以及 超氧化物歧化酶活性等可产生明显的 破坏性影响，从而可显著抑制蓝藻生 长。 纳米ＴｉＯ２的这一性质有望应用于改 善自然水域的生态系统和自然景观［８］。
２ ． 大气环境保护
Ｆ ｒｏｎｔｉｅｒ 前沿
纳米材料在生态环境方 面的应用及潜在危害
◇汤宏波 中国科学院武汉文献情报中心
纳米材料在电子、 磁学、 光学、 生 物医学、 药学、 化妆品、 能源、 传感器、 催化以及材料学等各个领域均有十分 广泛的用途。 其中， 随着人类利用资源 和保护环境的能力的拓展， 纳米技术 为彻底改善环境和从源头上控制新的 污染源产生，创造了有利条件。 纳米技 术与环境保护和环境治理的进一步有 机结合，将会有助于许多环保难题的 解决，诸如大气污染、 污水处理、 城市 垃圾等问题的解决。 纳米材料的奇异特性给我们带来 了巨大的开发利用价值， 但是作为新 技术， 安全性是影响其发展的重要瓶 颈。 目前纳米技术的安全性已受到世 界各国的广泛重视， 美国、 欧盟及日本 都对该领域的研究投入了大量经费， 其中美国国家纳米技术计划 （Ｎ Ｎ Ｉ ） ２００６ 财政年度为环境健康和安全方 面研究提供的资助高达３８５０万美元， 约占整个纳米科技投入的４％， 并计划 在今后几年将这一比例提高到１３％ ［１］。 生态环境作为生命活动的基础， 其重
［４］
生产和使用会造成大量有毒废水。 这 一环保难题可以使用纳米Ｔ ｉ Ｏ ２ 进行 催化降解从而得到根本解决。 浙江农 业大学等单位利用ＴｉＯ ２ 的光催化活 性降解久效磷农药废水。 用纳米ＴｉＯ ２ 催化降解技术来处理毛纺染整废水， 能使有机物完全矿化并消除了二次污 染， 具有省资、 高效、 节能等特点，显 示出良好的应用前景［５］。 用作纳米净水剂。 一种新型的纳 米级净水剂具有很强的吸附能力。 它 的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂 三氯化铝的１０～２０倍。 它能将污水中 悬浮物完全吸附并沉淀下来，然后采 用纳米磁性物质、 纤维和活性炭净化 装置，有效地除去水中的铁锈、 泥沙以 及异味等。 再经过由带有纳米孔径的 处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小 球组装的处理装置后，可以１００％除去 水中的细菌、 病毒，得到高质量的纯净 水。 这是因为细菌、 病毒的直径比纳米 大，在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球 时，会被过滤掉，水分子及水分子直径 以下的矿物质、 元素则保留下来。 农药。 农药分为除草剂和杀虫 剂，大都是有机磷、 有机氯及含氮化合 物。 它们在大气、 土壤和水体中停留时 间长，危害范围广，且难以降解，故其 在自然界的环境化学行为深受人们的 关注。 １９９９ 年，郑巍［６］ 等人研究了由 Ｃ Ｍ Ｃ － Ｎ ａ 附载普通Ｔ ｉ Ｏ ２ 光催化降解 咪呀胺农药的过程， 降解率达５０％ 以 上，降解速率符合假一级动力学方程， 并探讨了以自然光为光源催化降解咪 呀胺的可行性。 染料。 在染料的生产和使用中， 有大量盐度高、 色度深、 异味大的染料 废水进入环境，对生态环境和饮用水 造成极大的污染。 近年来用普通ＴｉＯ ２ 粉末对染料的脱色、 光解等进行了大