回放：
經(jīng)濟合作與發(fā)展組織日前發(fā)布的報告指出，加強研究納米材料垃圾給人類(lèi)健康和生態(tài)系統帶來(lái)的潛在風(fēng)險已是當務(wù)之急。該組織表示，從農藥到手機電池，從除臭劑到網(wǎng)球拍，納米材料被應用到各個(gè)領(lǐng)域。該報告警示，人們對納米材料垃圾潛在風(fēng)險的認識還遠遠不夠。
疑問(wèn)：
納米材料都會(huì )產(chǎn)生哪些垃圾？對人類(lèi)可能產(chǎn)生哪些健康威脅？納米材料產(chǎn)生的垃圾又該如何進(jìn)行控制和處理？
解答：
中科院納米生物效應與安全性重點(diǎn)實(shí)驗室研究員張智勇告訴《中國科學(xué)報》記者，納米材料或納米產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用及廢棄處置過(guò)程中，會(huì )不可避免地被釋放到環(huán)境中。如添加納米銀的抗菌防臭襪，經(jīng)過(guò)多次洗滌后，納米銀會(huì )不斷脫落，進(jìn)入市政污水處理系統。
“納米材料在許多工業(yè)產(chǎn)品中，大多作為添加劑或產(chǎn)品表面的局部涂層等出現在日常生活中。”中科院高能物理所研究員邢更妹認為，由于其在整個(gè)產(chǎn)品中所占比重很小，如何定義納米材料垃圾還是一個(gè)值得商榷的問(wèn)題。“其實(shí)早在2000年，納米材料的生物安全性問(wèn)題就已經(jīng)引起了國際及國內研究部門(mén)的關(guān)注。”
據了解，納米材料由于特殊的尺寸及比表面效應使其具有許多優(yōu)越的性能，對其開(kāi)展的研究應用也為國家能源、材料及醫藥領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的創(chuàng )新成果。
“與常規物質(zhì)相比，納米材料具有界面效應、小尺寸效應及宏觀(guān)量子隧道效應等獨特的物理、化學(xué)性質(zhì)，其對生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響不容忽視。”張智勇介紹，從本世紀初，納米毒理學(xué)的研究已經(jīng)引起科學(xué)界及企業(yè)界的密切關(guān)注，中科院納米生物效應與安全性重點(diǎn)實(shí)驗室便因此應運而生。
隨著(zhù)納米科技的迅速發(fā)展，納米材料在國防、醫藥、工農業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中得到廣泛應用。如用于隱形飛機的納米吸波材料、用于工業(yè)催化的納米催化劑、用于農業(yè)的納米農肥農藥，還有日常生活中的納米防曬霜、納米涂料以及醫用的納米殺菌劑等。“甚至連速溶咖啡、口香糖中都含有納米材料。”張智勇說(shuō)。
納米顆粒物種類(lèi)繁多，其物理化學(xué)性質(zhì)與其生物效應密切相關(guān)。“納米顆粒對人體的暴露包括呼吸、皮膚接觸、胃腸道接觸以及注射等。從動(dòng)物實(shí)驗的結果看，不同納米材料、不同暴露方式所產(chǎn)生的生物效應不同。”張智勇說(shuō)。如納米二氧化鈦經(jīng)口染毒，未發(fā)現引起小鼠明顯的急性毒性，而其采用鼻腔暴露，則發(fā)現納米二氧化鈦顆粒在經(jīng)小鼠的鼻黏膜吸收后，能夠經(jīng)嗅神經(jīng)通路到達嗅球及大腦中各分區，引起嗅球和海馬神經(jīng)元形態(tài)的病理改變。他也強調，納米二氧化鈦可使神經(jīng)元呼吸功能受損，導致腦氧化損傷，并通過(guò)對神經(jīng)組織特異性損傷，引起興奮性神經(jīng)遞質(zhì)代謝異常，影響大腦的正常病理和生理功能。
“關(guān)于納米材料安全性問(wèn)題的研究也顯示，納米材料與有毒分子之間沒(méi)有必然的聯(lián)系，尺寸效應帶來(lái)的高表面反應活性是其可能產(chǎn)生潛在安全性問(wèn)題的關(guān)鍵。”邢更妹說(shuō)，如納米顆粒通過(guò)呼吸道進(jìn)入體內，會(huì )提高心血管疾病的風(fēng)險，通過(guò)口服進(jìn)入體內對胃腸道功能也有一定的影響，但這些影響都具有劑量及時(shí)間依賴(lài)性。也就是說(shuō)，這些影響是暴露在一定的劑量下，并暴露一定時(shí)間后表現出來(lái)的。
“因此需要關(guān)注其在環(huán)境及生態(tài)系統中的臨界劑量、臨界時(shí)間等問(wèn)題。研究者還認為通過(guò)表面化學(xué)修飾降低其表面活性，誘導聚合改變尺寸等以增加納米材料的惰性，然后釋放到環(huán)境中，減少安全風(fēng)險。”邢更妹表示。
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