分析人造納米材料的環(huán)境風(fēng)險

周春燕

（重慶市吉宏建筑工程有限公司 重慶 40000）

分析人造納米材料的環(huán)境風(fēng)險

周春燕

（重慶市吉宏建筑工程有限公司 重慶 40000）

中國工業(yè)技術(shù)推動現(xiàn)代化的發(fā)展，使得人造納米材料被研制出來。納米材料性質(zhì)獨特，被越來越多地投放到市場中，以滿足工業(yè)發(fā)展需求。在人造納米材料被充分利用的同時，也對于環(huán)境產(chǎn)生了不良影響。隨著近些年來環(huán)境保護意識的增強，人們對人造納米材料以關(guān)注。從環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域?qū)θ嗽旒{米材料進行分析，當人造納米材料發(fā)生理化性質(zhì)的時候，就會環(huán)境中的人與各種生物都會不同程度地產(chǎn)生影響。本論文著重于分析人造納米材料的環(huán)境風(fēng)險。

人造納米材料；生物效應(yīng)；潛在風(fēng)險；環(huán)境風(fēng)險；環(huán)境行為

自工業(yè)革命后，納米技術(shù)將引領(lǐng)現(xiàn)代化發(fā)展步伐，成為社會發(fā)生革命性變革的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，人工納米材料(英文全稱：Manufacturednanomaterials；簡稱“MNMS”)則是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。進入21世紀以來，關(guān)于納米技術(shù)安全性的研究成果層出不窮，其中最具代表性的為Science和Nature雜志所發(fā)表的關(guān)于納米技術(shù)安全性的文章，多數(shù)的文章多突出了納米技術(shù)所產(chǎn)生的生物效應(yīng)對于生態(tài)環(huán)境的影響。但是，關(guān)于采用納米技術(shù)所研制并生產(chǎn)的人工納米材料的研究，一般也會從納米技術(shù)的技術(shù)角度進行研究，而對于其作用機制對人類健康和所發(fā)生地生態(tài)環(huán)境風(fēng)險則有限，卻成為可持續(xù)發(fā)展中需要著重解決的問題。

1 人工納米材料對環(huán)境的潛在風(fēng)險

1.1 人工納米材料為生物大分子結(jié)合

人工納米材料是基于納米技術(shù)而言之上成功的，其在組成上以高分子和膠體構(gòu)成，在尺度上界定在lnm～100nm范圍內(nèi)。人工納米材料是人工制造的化學(xué)用品，種類很多，在環(huán)境中所表現(xiàn)的特征是建立在其組合形式基礎(chǔ)上的。人工納米材料生物成分居多，具有許多生態(tài)特征。由于其具有生物大分子的強烈結(jié)合性，會與生命物質(zhì)強烈結(jié)合，并以其顯著的親脂特性、配位特性和體現(xiàn)出來的極性效應(yīng)而滲入到體內(nèi)。從人工納米材料的化學(xué)組成來看，其比表面積大，眾多的原子吸附在粒子表面的周圍，使得相鄰原子缺少而導(dǎo)致許多空鍵存在。這就意味著人工納米材料化學(xué)活性極強，特別是吸附能力非常強。人造納米材料的這些物化性質(zhì)對于人體和環(huán)境都會產(chǎn)生不良影響。這部分對人體和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負面影響的人工納米材料被稱為“納米污染物”。隨著納米時代的到來，這些人工制造的納米污染物必然會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重的危害，因此要做好防護工作。

1.2 人工納米材料可以產(chǎn)生高級生物的毒性效應(yīng)

人工納米材料的污染物以納米級存在，主要在于其強大的吸附性而導(dǎo)致其吸附被大量的污染物而被掩蓋，因此具有潛伏性。經(jīng)過長期的化學(xué)結(jié)合而在合適的環(huán)境條件下就會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，所釋放出來的化學(xué)物質(zhì)就會污染到環(huán)境。納米污染物在特定的環(huán)境狹隘，會滲入到器官內(nèi)且濃度不斷增大，使得毒性效應(yīng)顯性化。如果納米污染物進入到生物鏈中，特別是進入到食物鏈環(huán)境，經(jīng)過高位富集后，就會使納米的生物性發(fā)生毒性效應(yīng)。納米污染物不僅具有組合復(fù)合性，而且還具有遷移性和擴散性。在任何的環(huán)境中，都會存在著多種化合物，它們以各種形體存在，相互之間協(xié)同，對環(huán)境不斷地改變，以使環(huán)境成為符合化合物生存的環(huán)境，由此而成為復(fù)合污染體系而難以控制。納米級的物質(zhì)尺度小而吸附力極強，具有較強的遷移性，特別是小分子化合物，具有極大的擴散力。從物理性質(zhì)上來看，這種擴散的形成是基于布朗運動和介質(zhì)渦流而促成的。如果在納米分子的表面所吸附的顆粒物攜帶有生命體，就可以進行遠距離傳輸，發(fā)生擴散性的污染效應(yīng)。

1.3 人造納米材料具有廣泛的應(yīng)用性而導(dǎo)致污染范圍擴大

隨著科學(xué)技術(shù)進步，人類掌握了納米技術(shù)而將其在生活中普及?；诮?jīng)濟理念而運用納米技術(shù)所生產(chǎn)的各種消費品，使得越來越多的人有機會接觸納米材料，納米污染物也開始接近人體，威脅到人體健康。納米污染物融入到生態(tài)環(huán)境中，很容易與人類的皮膚接觸。皮膚對于宏觀的顆粒物具有阻擋性，但是納米級的材料粒徑僅為頭發(fā)絲直徑的1‰，已經(jīng)納米碳的直徑僅為0.5nm，這么小的顆粒通過簡單的擴散，就會穿過皮膚屏障和肺血屏障而滲透到人體中。納米顆粒之小，對于人類的呼吸系統(tǒng)具有強大的侵襲力。當納米污染物進入到人體的肺部，就會在肺泡上逐漸沉積下來，透過細胞而擴散到人體的全身，對人體的各項機能具有極大的威脅力。納米污染物具有較高的毒性，美國著名的毒物學(xué)家歐博德瑞斯特(0berdorster)經(jīng)過研究提出，在一些聚四氟乙烯材料中，直徑低于20nm的顆粒性物質(zhì)會在空氣中漂浮，嚴重污染環(huán)境，并直接或者及間接性地滲入到生物體中。歐博德瑞斯特通過實驗證明納米污染物的危害，將實驗用的小白鼠放置在懸浮著納米顆粒物的環(huán)境中，大約15min后，小白鼠就會死亡。但是如果環(huán)境中的納米顆粒物直徑超過120nm，實驗小白鼠就沒有產(chǎn)生發(fā)病效應(yīng)，依然存活。

2 解決納米環(huán)境安全問題的途徑

目前運用納米技術(shù)制作的人造納米材料還沒有在社會中普及，但是其對環(huán)境安全的威脅已經(jīng)引起關(guān)注。納米技術(shù)的運用是為了能夠使人類更好地生活，對于其對人體健康和環(huán)境的影響，則需要從學(xué)術(shù)角度以技術(shù)性評估，并做出安全評價，這就需要對納米技術(shù)以及人造納米材料在應(yīng)用領(lǐng)域所產(chǎn)生的負面影響以認識。納米材料研究的學(xué)科覆蓋面廣泛，除了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)外，包括電子學(xué)以及交叉學(xué)科也會有所涉及，在對人造納米材料進行安全性評估中，就要材料的納米負面效用進行綜合性評價，以具有針對性地提出安全措施。

在納米材料生產(chǎn)中，處于工業(yè)環(huán)節(jié)就要把好環(huán)境風(fēng)險關(guān)，以防止納米污染物泄露于環(huán)境中。建立納米風(fēng)險監(jiān)控系統(tǒng)，并制定出泄露風(fēng)險標準、安全操作條例，在納米材料的運輸上也要按照規(guī)定執(zhí)行。此外，還要注重納米材料的回收，在生產(chǎn)人造納米材料的同時，要發(fā)展納米材料綠色處理技術(shù)，以避免人造納米材料在環(huán)境中造成二次污染。對于納米材料的使用要予以控制，強化納米廢棄材料的處理，大力開展納米材料的防護研究，以提升納米材料在應(yīng)用領(lǐng)域中的安全性。

3 結(jié)論

綜上所述，納米技術(shù)引發(fā)科技發(fā)展，帶動工業(yè)革命進入到新的發(fā)展時期，農(nóng)業(yè)也將在納米技術(shù)的促動下發(fā)展起來。特別是納米技術(shù)所具有的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，給基于納米尺度所產(chǎn)生的量子效應(yīng)以及界面效應(yīng)等等，可以有效地推動工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)藥研究、環(huán)境保護領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出新的發(fā)展前景。納米技術(shù)會逐漸滲透到人們的生產(chǎn)生活中，成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾M成部分，但是納米技術(shù)被廣泛應(yīng)用中，其所潛在的負面效應(yīng)對于人體健康、生態(tài)環(huán)境都會產(chǎn)生不同程度的影響。對人造納米材料的負面影響以分析，采取必要的防護措施抵御其對環(huán)境的影響。

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