纳米材料的生态环境效应
纳米矿物的特性及环境效应
纳米矿物的特性及环境效应上一期推文，我们说到了蒙脱石、凹凸棒石、海泡石、伊毛缟石、埃洛石、纤蛇纹石、锰钾矿、锰钡矿、钙锰矿、水钠锰矿、针铁矿、水铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿、水铝英石、施氏矿等天然纳米矿物，而大量讨论表明，这些纳米矿物可通过多种方式在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈等各个圈层中迁移，对于环境污染、气候变化、人类健康等方面都具有长期、广泛的影响。
充分利用纳米矿物和矿物纳米颗粒比表面积大、化学活性高以及其他功能特异性，制备功能性纳米矿物环保材料是一个特别有前景的讨论方向和应用领域，且市场前景广阔。
1、纳米矿物的特别性质纳米矿物由于具有比表面积大、反应活性高、迁移本领强等特点，在地表环境中对污染物的迁移、转化和富集具有显著影响。
（1）尺寸效应矿物颗粒粒径对矿物同质多像变化规律的影响是纳米矿物特别矿物学性质的紧要表现之一。
矿物颗粒表面能随着粒径减小会显著加添。
当粒径减小到纳米尺寸范围，其表面能增大到充足影响矿物相变的吉布斯自由能时，矿物的相变规律会相应地发生更改。
除了热力学稳定性和结晶习性，矿物表面性质也会随着颗粒粒径的减小而显著地变化。
其中一个最为突出的表现是纳米矿物的表面电荷和对污染物的吸附本领与大尺寸颗粒显著不同。
对于纳米矿物颗粒，特别是粒径小于10nm的颗粒，矿物颗粒表面双电层曲率较大，使得传统的表面吸附络合模型不再适用。
Zengetal在考察12—125nm的赤铁矿颗粒对于铀离子（U（VI））的吸附本领时发觉，越小的矿物颗粒对于铀离子的吸附结合本领越强。
此外，纳米矿物表面相比大尺寸颗粒表面具有更多的边、角、台阶、扭折等活性位点，位于这些位置上的不饱和配位原子也会显著更改纳米矿物颗粒表面的化学性质。
（2）团聚行为由于具有粒径小、表面能大的特点，纳米矿物颗粒在天然水体中比大尺寸矿物颗粒更倾向于发生团聚，并能够以团聚体的形式长期存在。
纳米矿物团聚行为不仅能够更改矿物表面反应活性位点的数目，在肯定条件下，还可以引发纳米矿物颗粒的团聚生长，形成更大尺寸的矿物颗粒。
自然界的纳米材料及荷叶效应
研究还表明，一只蛇尾海星身上的这种透 镜数目大约有5万到10万，它们都是由纳 米晶体的碳酸钙组成；这种完美的光敏感 微型透镜系统，是海星生长过程中，身体 表面纳米结晶化的结果；为了防止不必要 的色边，结晶化过程中，透镜内还吸收了 适量的镁，这既可以帮助海星更有效地过 滤光线，又可以校正透镜的“球面像差”， 进而发现天敌的效率。
利用“罗盘”定位的蜜蜂——蜜蜂的腹部存在着磁性纳米粒子，这种磁性的纳米粒子具有类似指南针的功能。 飞檐走壁的壁虎——壁虎脚上覆盖着十分纤细的茸毛，可以使壁虎以几纳米距离大面积地贴近墙面。 可爱的北极熊——其皮毛是两层中空的纳米管组成，且层间有空隙因空气的传热系数很低就实现了保暖的功能。
荷叶上有丰富的羟基、 氨基等极性基团，在自然环境中应该很容易吸附水分或 污渍。但荷叶叶面却呈现具有极强的拒水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水 珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，
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自然界的纳米材料及荷 叶效应
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我们生活在宏观的世界里，提到“纳米材料”这个词，可能之 前都会觉得熟悉但是也很陌生。其实在我们的生活中，纳米材 料随处可见并且与我们的生活息息相关。更神奇的是，纳米材 料的灵感来源于我们伟大的大自然。多姿多彩的大自然赋予了 各种生物独特的结构和形态，也启发了人类从自然获得灵感， 创造更加美丽的生活。
研究发现，在高倍显微镜下发现，水黾 腿部上有数千根按同一方向排列的多层 微米尺寸的刚毛。这些像针一样的微米 刚毛的表面上形成螺旋状纳米结构的构 槽，吸附在构槽中的气泡形成气垫，这 些气垫阻碍了水滴的浸润，宏观上表现 出水黾腿的超疏水特性（超强的不沾水 的特性）。正是这种超强的负载能力使 得水黾在水面上行动自如，即使在狂风 暴雨和急速流动的水流中也不会沉没。
纳米材料小小世界的巨大应用
纳米材料小小世界的巨大应用随着科学技术的不断发展，纳米技术已经成为研究人员的热点领域。
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，即10的负9次方米。
纳米材料由于其独特的特性，在各个领域有着广泛的应用。
本文将介绍纳米材料在能源、医学和环境等方面的巨大应用。
一、纳米材料在能源领域的应用纳米材料在能源领域的应用非常广泛，可以提高能源的转化效率和储存能力。
首先，纳米材料在太阳能电池中的应用使得太阳能的转化效率大幅提升。
通过纳米材料对阳光的吸收和光电效应，可以将阳光转化为电能，实现可再生能源的利用。
其次，纳米材料在燃料电池中的应用也是一种重要的能源转化方式。
纳米材料可以作为催化剂，提高燃料电池的效率和稳定性。
此外，纳米材料在能量存储领域也有巨大的应用潜力，如锂离子电池和超级电容器，可以实现高能量密度和长循环寿命。
二、纳米材料在医学领域的应用纳米材料在医学领域的应用为疾病的诊断、治疗和药物传递提供了新的思路。
首先，纳米材料可以用于生物成像，如纳米粒子标记的肿瘤细胞可以在体内进行精确的肿瘤定位和监测。
其次，纳米材料可以用于药物传递系统，可以通过纳米粒子将药物传递到患处，并实现控制释放。
纳米粒子具有较大的比表面积和良好的渗透性，能够提高药物的生物利用度和疗效。
此外，纳米材料还可以用于组织工程和细胞修复，如纳米纤维支架可以促进组织再生和修复。
三、纳米材料在环境领域的应用纳米材料在环境领域的应用可以解决水污染、空气污染、土壤污染等问题。
首先，纳米材料可以用于水质净化，如纳米颗粒和纳米膜可以去除水中的有害物质和微生物。
其次，纳米材料在空气净化方面也有很大的潜力，纳米材料可以用于捕获和分解空气中的有害气体和颗粒物。
此外，纳米材料在土壤修复和重金属污染治理方面也取得了不错的成果，如纳米材料可以吸附或转化土壤中的有害物质，减少对生态环境的影响。
综上所述，纳米材料在能源、医学和环境领域都有着巨大的应用潜力。
纳米材料的应用不仅能够提高能源的利用效率和储存能力，改善医学诊断和治疗手段，还能够解决环境污染问题，提升生活质量和环境可持续发展。
纳米材料在环境保护方面的应用
纳米材料在环境保护方面的应用随着科学技术的不断发展，纳米材料作为一种新型材料，在各个领域都展现出了巨大的潜力。
其中，纳米材料在环境保护方面的应用备受关注。
本文将从纳米材料在污染物治理、清洁能源开发、环境监测等方面进行全面的评估，以期为读者深入剖析纳米材料在环境保护中的作用。
1. 纳米材料在污染物治理中的应用纳米材料因其特殊的物理化学性质，在污染物治理方面展现出了独特的优势。
纳米材料的比表面积大大提高了吸附效果，对污染物具有更强的吸附能力。
纳米材料的小尺寸使其具有更高的渗透性，能够深入到污染源头进行治理。
另外，纳米材料还可以通过光催化、催化氧化等方式对污染物进行高效降解。
纳米材料在污染物治理中具有巨大的潜力，可以为环境保护发挥重要作用。
2. 纳米材料在清洁能源开发中的应用清洁能源开发是当前全球环境保护的重要议题，而纳米材料在此领域也展现出了不可忽视的作用。
纳米材料可以作为光催化剂，帮助实现太阳能、水能等清洁能源的高效转化。
纳米材料在燃料电池、锂电池等能源领域也有着广泛的应用前景，能够提高能源转化效率并减少能源消耗。
纳米材料在清洁能源开发中发挥着重要的作用，为环境保护作出了重要贡献。
3. 纳米材料在环境监测中的应用环境监测是保护生态环境的重要手段，而纳米材料在环境监测领域也有着独特的应用。
纳米材料可以制备高灵敏度、高选择性的传感器，能够对环境中微量污染物进行精准检测。
纳米材料还可以制备高效的分离材料，帮助从复杂的环境样品中提取目标物质进行监测分析。
纳米材料在环境监测中发挥着重要的作用，为环境保护提供了强有力的技术支持。
总结回顾纳米材料作为一种新型材料，在环境保护方面展现出了重要的应用前景。
从污染物治理、清洁能源开发到环境监测，纳米材料都展现出了独特的优势。
然而，在应用中还需注意纳米材料可能带来的环境风险，加强相关研究，并规范其在环境保护中的应用。
相信随着技术的不断创新，纳米材料在环境保护中的作用将会越来越凸显。
纳米材料对环境的影响及其控制措施研究
纳米材料对环境的影响及其控制措施研究近年来，纳米技术飞速发展，纳米材料也被广泛应用于各个领域，如电子、医疗、能源等。
然而，纳米材料对生态环境的影响也是人们关注和探讨的一个话题。
一、纳米材料的环境影响纳米材料具有众多独特的物理、化学性质，这使得它们被广泛应用，并在许多领域创造了奇迹。
然而，大量的纳米材料的应用也将对生态环境造成潜在影响。
首先，纳米材料对环境可能会产生毒性影响。
纳米材料通常具有与它们的宏观材料不同的性质和效应，例如较大的比表面积和生物侵入性等。
一些研究表明，部分纳米材料可能会对环境和生物产生毒性作用，例如对细胞和基因的损害，对水生生物和土壤微生物的影响等。
其次，纳米材料的应用也可能引发环境污染。
纳米材料的大规模应用将产生大量的废弃物和废水，这些可能含有纳米材料或其分解物，造成环境污染和地下水污染等问题。
此外，纳米材料因具有小的尺寸和表面反应性，容易引起环境问题，例如大气和水中的沉降和转化等，从而引起环境污染和生态灾难。
二、控制纳米材料的环境影响面对纳米材料的环境影响，需要采取有效的控制措施，以保护环境和公众安全。
以下是几种控制纳米材料环境影响的方法：1.安全评估和监测对于不同纳米材料的毒性和环境影响，需要进行针对性的安全评估和监测。
这需要建立与纳米材料特性和应用相关的评估标准和方法，以监测其在环境中的存在和分布及其对生态系统的影响。
2.环境管理和法规制定纳米材料的应用和管理需要遵循一定的规定和法律标准，以保障环境和公众安全。
相关政府和组织应该建立和完善相关的法规和管理措施，以规范纳米材料的生产、使用、处置和废弃物处置等。
3.研发环保型纳米材料研发和推广环保型纳米材料，是减轻纳米材料环境影响的有效途径。
这需要开展研究，以探索对生态环境安全的纳米材料的新型技术和应用场景。
4.废弃物处置废弃物处置是减轻纳米材料对环境影响的重要手段。
在生产和使用过程中，需要将纳米材料废弃物进行妥善处理，以避免其对环境造成污染和影响生态系统健康。
纳米材料的几种特殊效应及其特点
纳米材料的几种特殊效应及其特点纳米材料是一种具有特殊结构和性能的材料，其在纳米尺度下具有许多独特的效应。
下面将介绍几种常见的纳米材料特殊效应及其特点。
1. 表面效应纳米材料具有巨大的比表面积，因此表面效应在纳米材料中显得尤为重要。
一方面，纳米材料的大比表面积可以增加与周围环境的相互作用，从而改变材料的物理、化学和生物特性。
另一方面，由于表面原子或分子的不饱和性，纳米材料表面的能量较高，使其具有更强的反应活性和吸附能力。
此外，纳米材料的表面效应还会导致表面扩散、表面缺陷、表面能量和表面拉应力等特殊现象的出现。
2. 尺寸效应纳米材料的尺寸效应指的是当材料尺寸缩小到纳米尺度时，其性质会发生明显变化。
例如，纳米材料的熔点、晶体结构、磁性、光学性质等都会随着尺寸的减小而发生改变。
这是由于纳米材料中的电子和晶格结构受到限制，使得材料的性能呈现出与宏观材料不同的特点。
尺寸效应在纳米材料的制备和应用中具有重要意义，可以用来调控材料的性能和功能。
3. 量子效应量子效应是指纳米材料中的电子和能带结构受到量子力学的限制，表现出量子尺度下的行为。
在纳米材料中，电子的能级间距受到限制，使得纳米材料的电子能级具有离散化的特点。
这不仅会导致材料的光学、电学和磁学性质的变化，还会使纳米材料具有特殊的量子力学效应，如量子隧穿效应、量子限域效应等。
量子效应是纳米材料在量子计算、光电器件等领域应用的基础。
4. 界面效应界面效应是指纳米材料中不同相或不同材料之间的界面对材料性能的影响。
在纳米材料中，界面通常具有较高的能量和较低的稳定性，因此纳米材料的界面处存在着许多特殊的现象和性质。
例如，纳米颗粒的界面处会形成原子级别的结构缺陷，这些缺陷会对材料的力学性能、热传导性能和电学性能产生重要影响。
此外，纳米材料的界面效应还可以用于增强材料的力学强度、改善材料的界面反应和界面吸附等。
5. 自组装效应自组装效应是指纳米材料在一定条件下，由于表面能的影响而自发地组装成特定的结构。
纳米材料的安全问题及对策
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1.纳米材料的生物安全性
纳米材料安全性及研究意义： 超微颗粒在理化性质发生巨变的同时，其生物学效应
的性质和强度也可能发生质的变化。在空气中，以气溶 胶的形式存在的纳米颗粒可长期漂浮，能成为多种有机 污染物广泛传播的重要载体。在水中，纳米颗粒很难沉 降。在土壤中，它能畅通无阻地转移，也能被蚯蚓、细 菌吸收和进入食物链。
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2.纳米材料的生态环境安全性
生物吸收(bio-uptake)、生物蓄积(bioaccumulation)和生物 降解（biodegrade）
细胞可以通过内吞作用(endocytosis)、膜渗透作用 (membrane penetration)以及跨膜离子通道(transmembrane channels)几种途径吸收纳米颗粒。纳米材料一旦被生物吸收， 可能会在生物体内积累，并通过食物链进一步富集，使得较 高级生物体中纳米材料的含量达到物理环境中的数百倍、数 千倍甚至数百万倍。生物蓄积依赖于纳米材料的表面特性， 这种特性决定了纳米材料可能被脂肪组织、骨或体内蛋白吸 收。
环境中常见的微界面体系非常多，如水体中的悬浮物/ 地面水、大气中的烟尘/空气、土壤中的矿物颗粒/空气、植 物根系/土壤水、活性污泥/生活污水及超滤膜/工业废水等。 微界面是污染物迁移转化过程中的重要载体和途径，几乎 所有在溶液中进行的反应均可在微界面上进行，而且界面 往往具有催化反应的作用。
微界面过程与纳米污染物密切相关，对纳米材料的环境 生态行为有着非常重要的影第1响5页。/共28页
2.纳米材料的生态环境安全性
纳米材料对植物的影响
铝纳米颗粒的植物毒性。
研究者用根延长试验发现未包被的铝纳米颗粒可以
纳米材料的三个效应
纳米材料的三个效应
纳米材料在纳米尺度下表现出一些特殊的效应，主要有以下三个：
1. 尺寸效应：纳米材料的尺寸通常在纳米级别，具有高比表面积和量子尺寸效应。
由于其表面积相对较大，与体积相比更多的原子或分子位于表面，导致表面活性增加。
此外，由于尺寸接近原子或分子的尺度，纳米材料的物理和化学性质可能与宏观材料不同，如光学、磁性、电学等性质的变化。
2. 量子效应：当纳米材料尺寸接近或小于其特定量子限制时，量子效应开始显现。
量子效应是指在纳米尺度下，粒子的行为受到量子力学规律的显著影响。
例如，纳米材料的能带结构和电子输运性质可能与宏观材料有所不同，如量子点的能级结构、电子隧穿效应等。
3. 表面效应：由于纳米材料的高比表面积，表面效应在其性质和行为中起着重要作用。
表面效应指的是纳米材料表面原子或分子与环境之间的相互作用对其性质的影响。
纳米材料的表面活性位点增多，导致与周围环境的相互作用增强，从而改变了材料的光学、化学、催化等性质。
此外，表面效应还可以影响纳米材料的稳定性、生物相容性等方面。
这些效应使得纳米材料具有许多独特的性质和潜在的应用，如纳米电子器件、纳米传感器、纳米药物递送系统、纳米催化剂等。
然而，纳米材料也面临着一些挑战，如制备和表征的复杂性、稳定性问题以及与环境和生物系统的相互作用等。
因此，对纳米材料的研究和应用需要深入理解和有效管理这些特殊效应。
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基因芯片
基因芯片就是典型的纳米技 术与基因生物学结合的产物，人 们通过基因芯片能迅速查出自己 基因密码中的缺陷，并利用纳米 技术对错误基因进行修正。然而 当可以治愈各种遗传缺陷疾病和 肿瘤的一天来到的时候，可怕的
社会问题也许会随之而来。 社会问题也许会随之而来。
生物医药
对纳米最有兴趣的恐怕要数 医药公司了。依靠纳米技术 很容易把药物直接送到肺、 心、肝、肾和大脑中去，能 轻易进入皮肤，穿越血管， 可是，这些“伟大能力”治 这些“伟大能力”
纳米材料污染环境
绿色和平组织的报告认为，现在各国政府都没有为新型 纳米材料制定严格管理制度。这样，细微的纳米颗粒有可 能经呼吸被吸入人体，从而危害人民健康；而且某些纳米 材料可能与有害的金属结合，从而污染环境。 有人认为，有关纳米技术的宣传有 点过热。人们对于纳米技术关注已经 开始产生副作用。“ 开始产生副作用。“当人们过分炒作 对于纳米技术的期望时，公众会认为 我们的研究水平的实际要高很多。” 我们的研究水平的实际要高很多。”
生物吸收(bio-uptake)、生物蓄积(bioaccumulation)和生物 (bio降解（biodegrade）
细胞可以通过内吞作用(endocytosis)、膜渗透作用 细胞可以通过内吞作用(endocytosis)、膜渗透作用 (membrane penetration)以及跨膜离子通道(transmembrane penetration)以及跨膜离子通道(transmembrane channels)几种途径吸收纳米颗粒。纳米材料一旦被生物吸收， channels)几种途径吸收纳米颗粒。纳米材料一旦被生物吸收， 可能会在生物体内积累，并通过食物链进一步富集，使得较 高级生物体中纳米材料的含量达到物理环境中的数百倍、数 千倍甚至数百万倍。生物蓄积依赖于纳米材料的表面特性， 这种特性决定了纳米材料可能被脂肪组织、骨或体内蛋白吸 收。
1.3 纳米材料的环境迁移及其影响因素
分散（disperse）和聚集（congregate） 分散（ 和聚集（
由于纳米材料的尺寸小，比表面积大，其表面缺少邻 近的配位原子，因而具有很高的活性，而正是这种高活性 导致纳米材料较难分散，极易发生聚集，尤其在水体环境 中，如研究发现富勒烯易在水中聚集形成较大颗粒。
素等。
1.4 纳米材料在环境中的特性改变
纳米材料的粒径大小、表面积、溶解性及表面基团 等特性对其毒性作用非常重要，这些特性的改变可能导 致材料毒性较原纳米材料变小或增大。
纳米材料的饰而散失纳米材料的特性（如聚 集或粘附于其他材料）。
纳米材料在不同环境中的分散性不同，聚集形成 的大颗粒其表面积急剧变小，纳米材料的表面特性可 能会消失；水溶性C60 和包被的SWCNTs 能会消失；水溶性C60 和包被的SWCNTs 可以稳定地 存在于盐溶液、细胞培养液、再生硬水和超纯(MilliQ) 存在于盐溶液、细胞培养液、再生硬水和超纯(MilliQ) 水中。目前还缺少各种纳米材料在不同环境中分散或 聚集过程及程度的资料，有待进一步研究。
美国和日本一些大企业已经计划大量生 产纳米碳管材料。在一些商业化的材料中， 纳米碳管已经被采用。
在纳米碳管的生产过程中，工人是否可 能吸入这种纳米材料从而影响健康。
在IBM，纳米碳管已经用于集成电路。从 IBM，纳米碳管已经用于集成电路。从 长远看，将来纳米碳管大量生产，并应用于 衣物或是汽车车身，那么人们接触这种材料 的机会要大得多。
纳米技术对生物体及生态系统的影响、纳米材料在水体中的迁移、 纳米技术对生物体及生态系统的影响、纳米材料在水体中的迁移、 转化及毒性研究、光催化纳米颗粒对细菌、藻类和浮游生物的慢 转化及毒性研究、光催化纳米颗粒对细菌、 等。另外，美国国家自然基金委（NSF）和EPA 性毒性研究等。另外，美国国家自然基金委（NSF）和EPA 给普
渡大学碳纳米材料的环境转归项目提供了约200 渡大学碳纳米材料的环境转归项目提供了约200 万美元的资助，研 究介质包括所有类型的土壤和水体，主要观察碳纳米材料对细菌 土壤和水体， 和真菌的毒性。
目前可以获得的有价值的信息仍然屈指可数。 目前可以获得的有价值的信息仍然屈指可数。
二、纳米材料的环境和生态毒理学
环境纳米污染物的共同特征为以下10 环境纳米污染物的共同特征为以下10 点： 1）分子量和粒度的多分散性； 2）化学官能团的多样多变性； 3）形态结构和形貌的序列性； 4）反应活性部位的各异相关性； 5）电性与极性的显著取向性； 6）生物大分子的强烈结合性； 7）生态系统的潜在累积毒性； 8）微界面反应的错综复杂性； 9）多种污染物的组合复合性； 10）扩散和迁移的传播广阔性。 10）扩散和迁移的传播广阔性。 其中前5 其中前5点为纳米污染物的物理化学特征，后5点 ，后5 为环境生态特征，粗略概括了纳米材料的环境行为。
纳米碳管对于人类健康的影响到那时可 能显现出来。
“福兮祸所伏”
究竟是福是祸要看人类如何把握。
纳米技术的生物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。 美国国家纳米技术计划（NNI） 美国国家纳米技术计划（NNI）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 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13%。2004~2005 年美 4%，并计划在今后几年将这一比例提高13%。 国环保署（EPA）对纳米安全性的合计资助金额达到362 国环保署（EPA）对纳米安全性的合计资助金额达到362 万美元， 项目涉及内容广泛，主要包括资助氧化锌纳米颗粒的环境影响、 氧化锌纳米颗粒的环境影响、
吸附（absorption） 吸附（
一般来说，两性颗粒、具有电荷的颗粒以及粒径较大 的纳米颗粒具有较强的吸附能力。多种类型的分子可以吸 附到纳米颗粒的表面，而被吸附的分子对纳米颗粒的迁移 与转归可能具有明显的影响，如可大大增加被吸附分子的 生物吸收；另外纳米颗粒还可能通过吸附而成为某些物质 （如重金属、农药等）的运输载体。
生物降解与生物蓄积是相互联系的，较容易发生生物降
解的纳米材料生物蓄积的可能性比较小，而在生物体内蓄积 的纳米材料一般不被生物降解，目前生产的纳米材料以不可 降解的居多，可降解纳米材料正在研究之中。 降解的居多，可降解纳米材料正在研究之中
纳米材料在大气、土壤及水3 种不同环境介质中的迁 移受多种因素的影响，不同的纳米颗粒也可在环境中表 现出不同的转移行为，实验证明C60 水溶性衍生物— 现出不同的转移行为，实验证明C60 水溶性衍生物—富 勒醇及表面活性剂分散的基于单壁碳纳米管(SWCNT) 勒醇及表面活性剂分散的基于单壁碳纳米管(SWCNT) 较 其他纳米颗粒表现出较强的迁移性，而富勒烯迁移性较 弱。纳米氧化物颗粒的迁移对颗粒粒径及化学成分具有 较强的依赖性。 纵观3 纵观3 种环境介质，影响纳米材料环境迁移的因素 主要包括：1 主要包括：1） 颗粒粒径；2） 纳米材料的高反应性和吸 附能力；3）聚集及解离程度；4）光催化和光降解的能 力；5）土壤特性（pH、电荷及有机成份等）；6）水体 特性（pH、电荷及溶解能力等）；7）影响沉积的各因
这些纳米机器人移动和重新安排人体细胞中的原子排列顺。 被修改了的细胞按照新的指令发挥功能。利用自然界原有的生命 体(某些细菌、病毒等等)改造它们的生命过程，例如把细菌的尾 某些细菌、病毒等等) 巴去掉装上纳米管道，这种活的东西被称做“生物发动机”。就 是这样一批又一批功能相关的蛋白质组群可以在人的身体里不断 替换更新，不断复制。 原本细胞中发生的所有更新和运行都是按照DNA分子中的基 原本细胞中发生的所有更新和运行都是按照DNA分子中的基 因密码序列指令井然有序地进行的。纳米技术将可能仿照生命过 程的各个环节制造出各种各样的微型机器人，它们在血管中负责 清除血管壁上沉积物，进入组织间隙清除癌细胞。 问题是还没人研究由此引发的负反应。
纳米材料的环境和生态毒理学 Environmental and Eco-toxicological EcoResearch of Nanomaterials
一、纳米技术给人类带来的疑问
纳米技术实现了以纳米尺度研究、定义及控制材料的结构 以纳米尺度研究、 特性，藉以创造新的物质，包括生命体。 特性，藉以创造新的物质， 然而基因工程不只是带来乐观后果。科学家用显微操作技 术移动果蝇染色体的基因，培育出了比正常果蝇多长了一个胸 脯和翅膀的果蝇；可以通过基因操作把果蝇的眼睛搬到不该有 眼的地方，把翅膀搬到不该长翅膀的地方。 不难想像若用纳米技术操纵生物基因会制造出什么样的“ 怪物”来。
病救人却又很让人担心，因 病救人却又很让人担心， 为它对人体的破坏性也同样 巨大。 巨大。
因其反光度强，化学反应度低，二氧化钛在很多物质 中存在，包括白色的油漆。普通防晒霜靠加入二氧化钛阻 挡紫外线的辐射。 二氧化钛在纳米尺度下颜色出现异变，由一般的白色 变成透明，由二氧化钛纳米颗粒制作的防晒霜也是透明的， 它挡住紫外光却允许其他光进入。 科学研究指出，二氧化钛纳米微粒可以进入皮肤甚至 细胞，并在细胞内产生自由基，破坏原有的基因。 加入二氧化钛纳米微粒的防晒霜已和原先的产品不同， 但法律常常滞后于科技，世界上还没有对纳米产品的制造 法律常常滞后于科技， 及销售提出相应的规则、监管措施，也没有标识产品，消 费者目前还无从选择。
1.5 纳米材料在环境中的微界面行为
不可忽视纳米材料在环境中的微界面行为。
研究发现大部分纳米污染物都停留在较大颗粒物的表 面，在此界面上进行比溶液中更强的反应，从而对生态环 境产生影响。 环境中常见的微界面体系非常多，如水体中的悬浮物/ 环境中常见的微界面体系非常多，如水体中的悬浮物/ 地面水、大气中的烟尘/空气、土壤中的矿物颗粒/ 地面水、大气中的烟尘/空气、土壤中的矿物颗粒/空气、植 物根系/土壤水、活性污泥/生活污水及超滤膜/ 物根系/土壤水、活性污泥/生活污水及超滤膜/工业废水等。 微界面是污染物迁移转化过程中的重要载体和途径，几乎 所有在溶液中进行的反应均可在微界面上进行，而且界面 往往具有催化反应的作用。 微界面过程与纳米污染物密切相关，对纳米材料的环境 生态行为有着非常重要的影响。