分析人造納米材料的環境風險

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境風險

周春燕

（重慶市吉宏建筑工程有限公司 重慶 40000）

中國工業技術推動現代化的發展，使得人造納米材料被研制出來。納米材料性質獨特，被越來越多地投放到市場中，以滿足工業發展需求。在人造納米材料被充分利用的同時，也對于環境產生了不良影響。隨著近些年來環境保護意識的增強，人們對人造納米材料以關注。從環境科學領域對人造納米材料進行分析，當人造納米材料發生理化性質的時候，就會環境中的人與各種生物都會不同程度地產生影響。本論文著重于分析人造納米材料的環境風險。

人造納米材料；生物效應；潛在風險；環境風險；環境行為

自工業革命后，納米技術將引領現代化發展步伐，成為社會發生革命性變革的關鍵產業，人工納米材料(英文全稱：Manufacturednanomaterials；簡稱“MNMS”)則是產業發展的基礎。進入21世紀以來，關于納米技術安全性的研究成果層出不窮，其中最具代表性的為Science和Nature雜志所發表的關于納米技術安全性的文章，多數的文章多突出了納米技術所產生的生物效應對于生態環境的影響。但是，關于采用納米技術所研制并生產的人工納米材料的研究，一般也會從納米技術的技術角度進行研究，而對于其作用機制對人類健康和所發生地生態環境風險則有限，卻成為可持續發展中需要著重解決的問題。

1 人工納米材料對環境的潛在風險

1.1 人工納米材料為生物大分子結合

人工納米材料是基于納米技術而言之上成功的，其在組成上以高分子和膠體構成，在尺度上界定在lnm～100nm范圍內。人工納米材料是人工制造的化學用品，種類很多，在環境中所表現的特征是建立在其組合形式基礎上的。人工納米材料生物成分居多，具有許多生態特征。由于其具有生物大分子的強烈結合性，會與生命物質強烈結合，并以其顯著的親脂特性、配位特性和體現出來的極性效應而滲入到體內。從人工納米材料的化學組成來看，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致許多空鍵存在。這就意味著人工納米材料化學活性極強，特別是吸附能力非常強。人造納米材料的這些物化性質對于人體和環境都會產生不良影響。這部分對人體和生態環境產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環境產生嚴重的危害，因此要做好防護工作。

1.2 人工納米材料可以產生高級生物的毒性效應

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致其吸附被大量的污染物而被掩蓋，因此具有潛伏性。經過長期的化學結合而在合適的環境條件下就會產生化學反應，所釋放出來的化學物質就會污染到環境。納米污染物在特定的環境狹隘，會滲入到器官內且濃度不斷增大，使得毒性效應顯性化。如果納米污染物進入到生物鏈中，特別是進入到食物鏈環境，經過高位富集后，就會使納米的生物性發生毒性效應。納米污染物不僅具有組合復合性，而且還具有遷移性和擴散性。在任何的環境中，都會存在著多種化合物，它們以各種形體存在，相互之間協同，對環境不斷地改變，以使環境成為符合化合物生存的環境，由此而成為復合污染體系而難以控制。納米級的物質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。從物理性質上來看，這種擴散的形成是基于布朗運動和介質渦流而促成的。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，發生擴散性的污染效應。

1.3 人造納米材料具有廣泛的應用性而導致污染范圍擴大

隨著科學技術進步，人類掌握了納米技術而將其在生活中普及。基于經濟理念而運用納米技術所生產的各種消費品，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環境中，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絲直徑的1‰，已經納米碳的直徑僅為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，美國著名的毒物學家歐博德瑞斯特(0berdorster)經過研究提出，在一些聚四氟乙烯材料中，直徑低于20nm的顆粒性物質會在空氣中漂浮，嚴重污染環境，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境中，大約15min后，小白鼠就會死亡。但是如果環境中的納米顆粒物直徑超過120nm，實驗小白鼠就沒有產生發病效應，依然存活。

2 解決納米環境安全問題的途徑

目前運用納米技術制作的人造納米材料還沒有在社會中普及，但是其對環境安全的威脅已經引起關注。納米技術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境的影響，則需要從學術角度以技術性評估，并做出安全評價，這就需要對納米技術以及人造納米材料在應用領域所產生的負面影響以認識。納米材料研究的學科覆蓋面廣泛，除了物理學、化學、生物學外，包括電子學以及交叉學科也會有所涉及，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。

在納米材料生產中，處于工業環節就要把好環境風險關，以防止納米污染物泄露于環境中。建立納米風險監控系統，并制定出泄露風險標準、安全操作條例，在納米材料的運輸上也要按照規定執行。此外，還要注重納米材料的回收，在生產人造納米材料的同時，要發展納米材料綠色處理技術，以避免人造納米材料在環境中造成二次污染。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用領域中的安全性。

3 結論

綜上所述，納米技術引發科技發展，帶動工業革命進入到新的發展時期，農業也將在納米技術的促動下發展起來。特別是納米技術所具有的物理性質和化學性質，給基于納米尺度所產生的量子效應以及界面效應等等，可以有效地推動工業領域、醫藥研究、環境保護領域產業呈現出新的發展前景。納米技術會逐漸滲透到人們的生產生活中，成為人們日常生活的重要組成部分，但是納米技術被廣泛應用中，其所潛在的負面效應對于人體健康、生態環境都會產生不同程度的影響。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境的影響。

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