纳米材料的危害
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。
纳米材料导论复习题

《纳米材料导论》复习题2013.12第一章1、纳米材料有哪些危害性?答:纳米技术对生物的危害性:1)在常态下对动植物体友好的金,在纳米态下则有剧毒;2)小于100nm的物质进入动物体内后,会在大脑和中枢神经富集,从而影响动物的正常生存;3)纳米微粒可以穿过人体皮肤,直接破坏人体的组织及血液循环。
纳米技术对环境的危害性:美国研究人员证明,足球烯分子会限制土壤细菌的生长,而巴基球则对鱼类有毒,这说明纳米技术对生态平衡和生态安全都有一定的破坏性。
2、什么是纳米材料、纳米结构?答:纳米材料:纳米级结构材料简称为纳米材料,是指组成相或晶粒结构的尺寸介于1纳米~100纳米范围之间,纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。
纳米材料有两层含义:其一,至少在某一维方向,尺度小于100nm,如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜,或构成整体材料的结构单元的尺度小于100nm,如纳米晶合金中的晶粒;其二,尺度效应:即当尺度减小到纳米范围,材料某种性质发生神奇的突变,具有不同于常规材料的、优异的特性量子尺寸效应。
纳米结构:以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系。
3、什么是纳米科技?答:纳米科技是研究在千万分之一米(10-7)到十亿分之一米(10-9米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术。
4、什么是纳米技术的科学意义?答:纳米尺度下的物质世界及其特性,是人类较为陌生的领域,也是一片新的研究疆土在宏观和微观的理论充分完善之后,再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现,这也是新技术发展的源头;纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现,我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的,在这一尺度下,充满了原始创新的机会因此,对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题,科学家有着极大的好奇心和探索欲望。
纳米材料的危害案例

纳米材料的危害案例纳米材料(包含有纳米颗粒的材料)本身的存在并不是一种危害。
只有它的一些方面具有危害性,特别是他们的移动性和增强的反应性。
只有某些纳米粒子的某些方面对生物或环境有害,我们才面临一个真的危害。
要讨论纳米材料对健康和环境的影响,我们必须区分两类纳米结构:纳米尺寸的粒子被组装在一个基体、材料或器件上的纳米合成物、纳米表面结构或纳米组份(电子,光学传感器等),又称为固定纳米粒子。
“自由”纳米粒子,不管在生产的某些步骤中存还是直接使用单独的纳米粒子。
这些自由纳米粒子可能是纳米尺寸的单元素,化合物,或是复杂的混合物,比如在一种元素上镀上另外一张物质的“镀膜”纳米粒子或叫做“核壳”纳米粒子。
现代,公认的观点是,虽然我们需要关注有固定纳米粒子的材料,自由纳米粒子是最紧迫关心的。
因为,纳米粒子同它们日常的对应物实在是区别太大了,它们的有害效应不能从已知毒性推演而来。
这样讨论自由纳米粒子的健康和环境影响具有很重要的意义。
更加复杂的是,当我们讨论纳米粒子的时候,我们必须知道含有的纳米粒子的粉末或液体几乎从来不会单分散化,而是具有一定范围内许多不同尺寸。
这会使实验分析更加复杂,因为大的纳米粒子可能和小的有不同的性质。
而且,纳米粒子具有聚合的趋势,而聚合的纳米粒子具有同单个纳米粒子不同的行为。
纳米颗粒进入人体有四种途径:吸入,吞咽,从皮肤吸收或在医疗过程中被有意的注入(或由植入体释放)。
一旦进入人体,它们具有高度的可移动性。
在一些个例中,它们甚至能穿越血脑屏障。
纳米粒子在器官中的行为仍然是需要研究的一个大课题。
基本上,纳米颗粒的行为取决于它们的大小,形状和同周围组织的相互作用活动性。
它们可能引起噬菌细胞(吞咽并消灭外来物质的细胞)的“过载”,从而引发防御性的发烧和降低机体免疫力。
它们可能因为无法降解或降解缓慢,而在器官里集聚。
还有一个顾虑是它们同人体中一些生物过程发生反应的潜在危险。
由于极大的表面积,暴露在组织和液体中的纳米粒子会立即吸附他们遇到的大分子。
全身纳米材料对健康风险影响评估及预防策略

全身纳米材料对健康风险影响评估及预防策略随着纳米技术的迅猛发展,全身纳米材料的应用日益广泛。
然而,这些纳米材料在人体内的潜在危害引起了人们的关注。
因此,准确评估全身纳米材料对健康的风险以及制定科学的预防策略变得至关重要。
本文将针对这一问题进行探讨。
全身纳米材料对健康的风险主要包括毒性、致突变性、致癌性和免疫反应等方面。
首先,毒性是全身纳米材料最重要的健康风险之一。
纳米材料具有相对较大的比表面积和高活性,因此能够直接进入细胞内并对细胞结构和功能产生不可逆的损害。
此外,一些有毒的金属纳米材料如氧化亚铜、氧化锌和纳米银等,还会在体内积累并引发氧化应激反应和细胞毒性。
其次,全身纳米材料对健康的致突变性可能影响到基因组的完整性和稳定性。
纳米材料的突变性主要表现为DNA断裂、染色体畸变和基因突变等。
这些突变事件可能导致遗传物质的改变,增加人体罹患遗传性疾病和癌症的风险。
此外,全身纳米材料还可能具有致癌作用。
许多研究表明,纳米材料可能通过多种机制,如DNA损害、细胞膜破坏和基因表达的改变等途径,促进肿瘤的形成和发展。
一些金属纳米材料如钴、镍和砷等,被认为具有潜在的致癌风险。
最后,全身纳米材料还可能引起免疫反应。
由于纳米材料的高活性和易吸附的特性,它们能够触发免疫系统的应激反应,导致肺炎、过敏反应和自身免疫疾病等不良后果。
针对全身纳米材料对健康的潜在风险,制定科学的预防策略是非常重要的。
首先,必须对全身纳米材料进行全面的毒性评估。
这包括纳米材料的生物学行为、吸附和代谢途径以及对各种细胞和组织的潜在损害。
通过这些评估,可以更好地了解纳米材料的毒性和风险。
其次,应加强纳米材料的监管和标准化。
建立全面的纳米材料信息数据库,及时收集和更新纳米材料的相关信息,对全身纳米材料进行分类和分级,制定相应的监管标准和限制条件,以确保其在人体应用中的安全性。
此外,加强对全身纳米材料的研究和监测也是重要的预防策略。
推动相关科学研究,深入了解纳米材料与人体健康之间的关系,并通过监测纳米材料的生产和应用,及时发现和控制潜在的风险。
纳米材料对人体健康的影响与预防措施

纳米材料对人体健康的影响与预防措施随着科学技术的不断进步,纳米材料作为一种新兴材料正被广泛应用于各个领域。
然而,人们对于纳米材料对人体健康的影响了解的还不足够,并且一些不当的使用方式可能会对人体健康带来潜在风险。
本文将探讨纳米材料对人体健康的影响,并提出相关的预防措施。
首先,纳米材料的影响主要体现在三个方面:生物毒性、环境污染以及生物相容性的问题。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物活性特性,因此在一定程度上会对人体健康产生潜在的危害。
一些纳米材料,特别是金属和非金属纳米颗粒,可能会穿过细胞膜并进入体内,导致细胞毒性和炎症反应。
此外,纳米材料可能会通过空气、水、土壤等途径进入环境,对环境产生污染,从而进一步影响人体健康。
针对纳米材料对人体健康的潜在影响,我们可以采取以下预防措施来降低风险。
首先,加强对纳米材料的安全评估和监管,确保其在生产、使用和处理过程中符合相应的安全标准。
这涉及到纳米材料的研发、生产和应用各个环节,要求相关企业和研究机构严格遵守相关法律法规,加强安全管理。
其次,在使用纳米材料时要尽量避免直接接触,减少风险。
可以采取合适的防护措施,如戴口罩、手套和防护服等,以降低暴露风险。
此外,加强科学研究,深入了解纳米材料对人体健康的影响机制,是减少健康风险的关键。
通过对纳米材料的生物毒性、生物分布、代谢途径等方面的研究,可以更好地了解其潜在危害,并为制定相应的安全措施提供科学依据。
同时,开展纳米材料的环境监测,实时监测环境中的纳米颗粒浓度和分布,及时发现和控制潜在风险源,保护公众健康。
除了加强监管和科学研究外,公众教育也是降低纳米材料对人体健康影响的重要手段。
通过宣传报道、公众教育活动等方式,提高公众对纳米材料的认知,促进公众了解纳米材料的应用和潜在危害,以便公众在使用和接触纳米材料时能够采取相应的保护措施,减少健康风险。
最后,政府应该加强纳米材料的监管和管理体系建设,在制定相关政策和标准时要充分考虑纳米材料的特殊性,划定纳米材料的安全使用界限,并加强对企业和研究机构的监督和管理,确保纳米材料的安全性。
纳米材料的毒性作用与生态危害研究

纳米材料的毒性作用与生态危害研究第一章纳米材料概述纳米材料是指尺寸在1-100纳米之间的材料,它具有具有独特的物理、化学和生物学性质。
因此,纳米材料在医学、能源、电子、材料、环境等领域有着广泛的应用前景。
随着纳米科技的发展,纳米材料的生态危害和毒性问题也引起了人们的关注。
第二章纳米材料的毒性作用2.1 毒理学概述毒理学是研究毒素或有害物质在生物体内的作用机制、剂量效应和致病过程的学科。
纳米材料在生物体内的毒性作用可以从以下几个方面来考虑:2.2 纳米材料的组织学和细胞学效应纳米材料可以进入生物体内的细胞和组织,并且与生物体内的组织细胞反应。
纳米材料可以穿过血脑屏障和其他生物屏障,导致神经功能障碍和细胞死亡。
此外,纳米材料还可以进入生物体的免疫系统,引起多种炎症反应。
2.3 纳米材料的生物相容性和毒性评估生物相容性是指材料与生物体相互作用后的影响,这是评估材料毒性的重要指标。
毒性测试需要确定纳米材料的剂量、时间和方式,评估其对生物体的影响。
常用的毒性测试包括细胞毒性测试、动物实验、人类神经细胞模型等。
第三章纳米材料的生态危害3.1 纳米材料的生物降解纳米材料的生物降解是指环境中的微生物和生物降解酶可以将纳米材料分解为无害物质。
然而,一些纳米材料由于具有毒性,它们的生物降解过程可能会对生态环境造成严重危害。
3.2 纳米材料的迁移与转化纳米材料在生态环境中会经历复杂的迁移和转化过程。
纳米材料的转化可能会导致生态环境中的毒性物质的释放。
纳米材料还可能通过食物链进入生态系统的各个层次,最终威胁到食品链的安全。
3.3 纳米材料对生态系统的影响纳米材料的大量应用进入环境后,可能会引起生态系统中的显著变化。
例如:生物物种数量的减少、生物环境中毒性物质含量的增加、食物链的破坏、生态系统的稳定性和可持续性的降低等。
第四章纳米材料的环境评估4.1 纳米材料的环境监测纳米材料的环境监测是纳米材料生态风险评估的重要步骤。
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。
纳米材料对环境及人体健康的影响

纳米材料对环境及人体健康的影响纳米材料作为具有特殊物理、化学和生物特性的新型材料,正在广泛应用于各个领域,如电子、医药、化工、环保等。
然而,纳米材料的广泛应用也带来了一些环境和健康问题。
本文将探讨纳米材料对环境和人体健康的影响,并提出相应的防范措施。
一、纳米材料对环境的影响1. 毒性纳米材料具有大比表面积和高反应活性,使得它们与环境中的生物产生更强的相互作用。
许多纳米材料对环境中的微生物和生物体有毒性,如纳米银、纳米铜、纳米氧化锌等。
这些材料在环境中释放出来,可能会对生态系统造成危害。
2. 污染纳米材料的生产和使用产生的废水、废气和废渣等可能会对环境造成污染。
例如,纳米氧化钛在生产过程中产生的废水中含有高浓度的氟化物,可能会导致水体污染。
3. 生态风险纳米材料的应用还可能会对生态系统产生风险。
纳米材料可能会被生物摄入,并随着食物链逐级富集,最终可能会对高级生物造成影响。
二、纳米材料对人体健康的影响1. 毒性纳米材料对人体毒性的影响是目前研究的重点。
许多纳米材料在一定剂量下对人体健康有害。
纳米银、纳米氧化锌等材料可以穿过细胞膜进入人体细胞,破坏细胞结构和功能。
纳米碳管在体内较难分解,可能对人体造成损伤。
2. 生物分布纳米材料对人体生物分布的影响也是一个研究热点。
一些纳米材料可以进入体内,并在体内分布,影响各个器官的健康。
纳米银在体内大部分分布在肝脏、肺部和肾脏等器官中,长期积累可能导致器官损伤和功能障碍。
3. 免疫毒性一些研究表明,纳米材料可能对人体免疫系统产生毒性影响。
纳米颗粒、纳米管等可能会刺激免疫细胞的活性,导致不必要的炎症反应,进而导致免疫系统的功能障碍。
三、纳米材料应用的防范措施为确保纳米材料在应用过程中对环境和人体的影响尽可能小,应做好以下几方面的防范措施:1. 确保纳米材料的安全生产和应用。
应建立健全的安全生产和应用管理制度,严格控制纳米材料的生产和使用,减少废水、废气、废渣的产生。
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纳米材料的危害“纳米”有哪些潜在的危险?纳米时代即将来临,我们已经做好了知识上和心理上的准备了吗?一些纳米颗粒对生物体有害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有害。
据《自然》杂志介绍,美国纽约罗切斯特大学研究人员在实验鼠身上完成的实验显示,直径为35纳米的碳纳米粒子被老鼠吸进身体后,能够迅速出现在大脑中处理嗅觉的区域内,并不断堆积起来。
他们认为碳纳米粒子是同“捕捉”香味的大脑细胞一道进入大脑的。
今年4月,美国化学学会在一份研究报告中指出,碳60会对鱼的大脑产生大范围的破坏,这是研究人员首次找到纳米微粒可能给水生物种造成毒副作用的证据。
这些都说明,纳米材料对人类健康和环境都存在危害。
纳米材料为何会对人体造成影响呢?当一种物质缩小到纳米尺度后,它的性质就会发生显著变化。
实验表名,2毫克二氧化硅溶液注入小白鼠后不会致其死亡,但若换成0.5毫克纳米二氧化硅,小白鼠就会立即毙命。
而且,纳米材料不易降解,穿透性强,人一旦吸入纳米颗粒,其健康就会受到潜在的威胁。
美国加州大学教授陈帆青说:“现在日常生活中,含纳米成分的产品已有不少。
拿化妆品来说,一些唇膏的珠光颗粒其实就是纳米颗粒;等离子电视等含有碳纳米材料的电器,长期接触也可能影响健康。
对于各种纳米材料的安全性,我们正在建立数据库,以进行系统评估。
”纳米材料可通过三种途径进入人体人们接触纳米材料污染一般通过下面途径:一、通过呼吸系统;二、通过皮肤接触;三、其他方式,如食用、注射之类。
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可能引起病变,如停留在肺部的石棉纤维会导致肺部纤维化。
纳米材料比普通的污染物对人体的影响更大。
这是因为纳米材料体积非常小,同样质量下纳米颗粒将比微米颗粒的数量多得多,与细胞发生反应的机会更大,更易引起病变。
纳米材料很小,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,影响人的大脑,导致一些更严重的疾病和后果。
目前,研究人员还不知道如何将纳米材料从人体中清除,也不知道它们会不会在人体中降解。
“纳米”可能潜在的危险纳米颗粒物并不只是新时代纳米技术的产物,人类其实早与纳米颗粒共存。
汽车尾气、各种燃烧过程等,都会产生大量的纳米粒子。
据估算,在大街上行走的人,每小时通过呼吸空气吸进的纳米粒子大约有1亿个。
纳米粒子很小,比细胞小上千倍。
由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等,纳米材料具有特殊的物理化学性质。
在进入生命体后,它们与生命体相互作用所产生的化学特性和生物活性,与化学成分相同的常规物质有很大不同。
前期研究表明,一些人造纳米颗粒在很小剂量下容易引起靶器官炎症;容易导致大脑损伤;容易使机体产生氧化应激;容易进入细胞甚至细胞核内;表面吸附力很强,容易把其他物质带入细胞内;有随纳米尺寸减小生物毒性增大的趋势;表面的轻微改变导致生物效应发生巨变等。
纳米材料还有一个潜在的危险———易爆炸。
纳米材料具有反常特性,原本物质不具有的性能,小颗粒会具有。
原本不导电的物质,在颗粒变小后有可能导电,有些原来不易燃的物质在纳米尺度下也可能导致爆炸。
现有纳米技术大多数是安全的,现在纳米材料的工业化生产,主要集中在纳米氧化物颗粒上,包括二氧化钛、氧化锌、氧化铁之类,另外还有一些较老的工业产品,例如碳黑、催化剂。
这些材料主要在如下产品中应用:首先是化妆品和防晒剂。
防晒霜之类的产品一般含有二氧化钛或氧化锌的纳米颗粒;化妆品如口红中含有纳米氧化铁颗粒。
化妆品中的纳米颗粒直接和人的皮肤接触,我们需要特别谨慎。
现在欧洲和美国的卫生部门已经把二氧化钛当成无毒物质,允许其在防晒品中运用。
同时,欧洲规定,口红产品中的氧化铁直径必须大于100纳米。
现在已经有报告声明,化妆品中的纳米材料对人体基本没有危害。
其次是复合材料和涂层材料。
比如汽车车胎加入了可被看作纳米材料的碳黑、用纳米材料表面处理过的防水抗污布料等。
这些材料是否对人体有害,要看其中的纳米材料是否容易逃逸出来。
如果纳米材料被固定得很好,还是比较安全的。
重要的是,一种新的纳米材料在大规模生产之前,必须进行充分的毒性和环境方面的分析。
我们可以预测到纳米技术的快速发展,它将导致通讯技术的加速和设备的微型化,提高暴破技术的有效性和钢板穿刺技术的优化等许多方面。
在纳米领域许多新的技术的运用,可能导致对人体的损害,而且不仅限于以上这些纳米技术。
在考虑纳米技术特有的危害时,研究小组更关注纳米颗粒,换句话说正是因为纳米的微粒子性使得这些分散颗粒具有独特性能。
我们明白,制造这种微粒的原因,正是因为这样的微粒子特性使得它与众不同。
这些特性不仅影响它的理化性质,还会导致它的生物学活性的改变。
同样地,我们可以通过了解暴露于类似纳米大小的微粒子找到一些证据。
比如,石棉以及燃烧产生的纳米颗粒。
我们能从石棉中汲取什么教训?石棉的危害众所周知,主要是石棉可以导致很多疾病。
在英国,每年就有2,000人死于间皮瘤,曾经就是因为石棉的一些特性,使得它被广泛使用。
它有良好的纤维和耐腐蚀性,不易被破坏。
现在我们已经知道,它的毒性正与它的纤维直径(因为石棉纤维直径小于3µm,可以被吸入呼吸性细支气管)、长短(长度大于15µm就不能被巨噬细胞吞噬)以及在肺组织中的难溶解性有关。
因此,石棉纤维在呼吸道中易进入而难清除的特性将会引发刺激作用导致纤维化和癌变[1]。
这些物理特性以及纤维表面的化学活性都是有相当危害的,当然吸入的危险性还与吸收的剂量相关。
几乎所有的纤维制品都遵照这些规则,有些也会因为它们的理化性质不同而有所差别。
由于温石棉在肺组织中溶解性较闪石类石棉高,因此温石棉较不容易导致间皮瘤。
还有,天然的毛沸石因其较高的表面活性而更具危险性,在土耳其一些村民因接触天然毛沸石患上了间皮瘤。
碳和其他纳米管和石棉一样能被生产,但比石棉纤维更精细,并且吸入后比较难清除。
它们中有些非常坚硬,并且一旦进入将持续存在于组织中。
可以预测,如果吸入足够多的数量,将会导致间皮瘤。
正如Paracelsus指出,剂量是关键。
死于石棉疾病的人,通常每克干肺组织中就有数百万根纤维,是从空气中每毫升数根纤维吸入(更确切地说是从每次呼吸吸入几百根纤维或者每天吸入数百万根纤维)数月或者数年的结果。
因此,一个纳米管生产企业不仅要求生产工人,也包括那些工序中可能接触的所有使用和处理的工人,都要求做好相应的防护,防止职业暴露。
目前,新建企业通常规模较小,并且生产出来的纳米管常紧紧地簇拥在一起;可以预测,这些情况今后将会改善。
从空气污染研究中获得的教训碳的核粒子燃烧后会聚集在一起形成比纳米直径大些的聚合物。
目前有两类研究机构在研究这样的粒子产生的毒性。
一类研究机构是在美国纽约曼切斯特berdörster和他的同事们,他们在实验室中研究纳米大小的颗粒在大鼠肺中的清除和存留[2]。
另一类是美国的流行病学家们,他们已经研究出在很低浓度下空气污染和死亡之间的关系[3]。
并且,在他们的观察报告中阐明,这些粒子的暴露与心脏病引起的死亡显著相关。
这也表明这种微粒能够产生毒效应,当存在较多数量的粒子时它们能引起炎症并对血凝有次生影响,即使吸入的总量较少[4]。
但是对于这个复杂的假设,流行病学者提供了很少的支持,而在研究与空气污染暴露相关的炎症标记物和聚集因素的变化中提供了一些证据。
到目前为止,由于纳米的微粒子性带来的影响,只能提供较弱的证明。
另一方面,现在已经有相当多的实验证据证明同等材料纳米颗粒要比大颗粒的毒性要强的多[5]。
这种增强的毒性可以用空气中污染颗粒与表面污染的相关性来解释,例如,被金属离子和有机分子污染后的危害。
此外,颗粒的大小也是很重要的一个因素,在40nm以下的颗粒,不仅物理性质不同而且很容易和细胞膜表面结合[6];目前已有文献报导吸入的纳米颗粒很可能通过中枢神经系统沿着嗅神经和三叉神经进入大脑[7]。
至于肺毒性,对于所有的可吸入颗粒已经有了充分的证据,毒性的主要决定因素是总吸入表面积和附加载体表面的增加或减少,它的独特功能是在与组织的相互作用中释放各种离子[8,9]。
这种毒性最明显的病理表现为炎症反应,但也有并不引起炎症的可能,低浓度的纳米颗粒可能只引起肺内表皮细胞的直接刺激作用,在短期和长期接触下均可导致次级血管的改变,导致心脏病发作的危险性增加[10]。
现在这些结论只是基于实验室结果、流行病学假设以及职业病医师对特殊事物的观注。
例如,焊接工和许多其他技术工人都暴露在含高浓度的纳米颗粒烟气中,然而他们并不知道他们正处于一个死于心脏病的高风险当中。
粉尘颗粒(和二氧化氮)高暴露中常出现在厨房,但是和这些暴露相关的危害很少被提及。
现在对纳米颗粒的暴露已经有所了解。
然而,我们必须提醒,微小颗粒具有不同活性,并且毒性通常要比大颗粒的同等材料强。
这需要特别关注。
我们可以从纳米颗粒中预见到什么?2006年在日本举行的关于纳米技术商贸科技展览会上,几百家公司展示了他们的产品。
这些产品中大部分显而易见地包含许多纳米颗粒,它们很容易进入市场。
一位研究学者在非正式的场合报导过,他寄出的一份样品在邮寄过程中发生自燃。
尽管感到某些不安,但正如我原先写道:“…据我们所知,仍然没有人因人造的纳米材料而受到伤害。
”然而,在2006年4月的一天,德国联邦危险评估协会召回了市场上一种用神奇的纳米材料制成的用作浴室清洁和卫生的气雾剂,因为它在使用过程中至少导致了90位客户出现呼吸系统症状,其中几个人因严重的肺水肿而住院[11]。
至于这个产品中包含什么仍然不是很清楚,但在表面上看这个产品的表面涂有硅石纳米层。
我们不用花太多的想象去推测气泡上的这样一个纳米层会起到什么效果。
对于职业病医生,他们会非常熟悉评价材料特有危害和人类潜在暴露的危险程序。
然而,在特有的危害方面,有一个很好的例子,比如纳米管,我们认为它们是有毒的,但是无法用实验室数据来解释,因为这些管子总是簇拥在一起,在给小鼠做毒性实验时,很难象测试石棉一样控制剂量。
因此,到目前为止仍没有可靠的结论[12]。
纳米管分离得到单个纤维并不是最主要的问题,最主要的是如何在空气中测量它们[13]。
目前认为,如果象现在对待石棉一样去对待它们应该不会产生严重后果。
关于潜在暴露,考虑含纳米管产品的生命周期是很重要的。
它们将毫无疑问地被用来给某些原料增强和赋予某些新的特性。
这些材料会出现什么情况?它们被加工过吗?它们如何处置?在工艺发展的早期,由于石棉的惨训,这些事情必须考虑。
目前,这些潜在暴露主要是在大学实验室和小型实验工场以及许多相关的附加程序中。