纳米材料环境安全性研究进展
纳米材料的细胞毒性及环境安全性评价研究
纳米材料的细胞毒性及环境安全性评价研究一、绪论纳米科技广泛应用于医疗、能源等重要领域。
虽然纳米材料具有独特的物理化学特性，但同时也会对环境和人体健康产生影响。
因此，对纳米材料的细胞毒性和环境安全性进行评价研究具有重大现实意义。
二、纳米材料的细胞毒性评价1. 细胞毒性的定义细胞毒性是指物质或其代谢产物对生命体细胞结构、功能和代谢路线的不可逆性或可逆性影响。
在纳米材料的评价中，细胞毒性是最常见的评价指标。
2. 细胞毒性的机制在细胞毒性研究中，常见的机制包括氧化应激、炎症反应、细胞凋亡、细胞周期阻滞和细胞分化阻滞等。
3. 细胞毒性评价方法目前，常用的细胞毒性评价方法包括MTT法、流式细胞术、细胞增殖分析等。
这些方法可以定量或定性分析纳米材料对细胞毒性的影响。
4. 细胞毒性评价流程细胞毒性评价流程通常包括材料制备、表征、毒性评价实验和机制研究。
这些步骤可以有效地评估纳米材料的毒性和机制，为进一步的研究提供指导。
三、纳米材料的环境安全性评价1. 环境安全性的定义环境安全性是指对环境造成的可能危害的评估和控制。
在纳米材料的评价中，环境安全性是考虑实际使用过程中可能产生的污染和对周围环境的影响。
2. 环境安全性的评价指标环境安全性评价指标通常包括纳米材料的摄入途径、分散性和生物可降解性等。
这些指标可以帮助评价纳米材料在环境中的分布和影响程度。
3. 环境安全性评价方法目前，常用的环境安全性评价方法包括物化性质分析、生物降解性实验、环境模拟实验等。
这些方法可以评价纳米材料在环境中的变化和影响。
4. 环境安全性评价流程环境安全性评价流程通常包括纳米材料特性表征、环境污染风险分析和环境影响评估。
这些步骤可以评估纳米材料对环境的影响，为制定科学的环保政策提供依据。
四、纳米材料的细胞毒性和环境安全性评价案例1. 银纳米颗粒的细胞毒性评价研究发现，银纳米颗粒在一定浓度下能够引起细胞凋亡和细胞内氧化应激反应，并影响细胞内的微管网络和细胞器排列。
纳米材料的毒理学和生物安全性研究进展
生堡亟随匿堂盘壶！Ｑ塑生！月筮塑鲞星！翅￡！！！』堕！丛型：＆坠磐盟！Ｑ塑：！些塑，盟些兰纳米材料的毒理学和生物安全性研究进展刘建军何浩伟龚春梅庄志雄纳米材料是指物质结构在三维空间内至少有一维处于纳米尺度…（０．１—１００ｌｌｍ，１ａｍ＝１０一ｍ），或由纳米单元构成的材料，被誉为“２１世纪的新材料”，这一概念首先是由美国国家纳米计划（ＮＮＩ）提出来的。
这些具有独特物理化学性质的纳米材料，对人体健康以及环境将带来的潜在影响，目前已经引起公众、科学界以及政府部门的广泛关注。
随着纳米技术的完善和应用规模的扩大，纳米材料将被迅速普及和广泛应用旧ｏ。
据报道，目前世界范围内市场上有超过４００种消费品建立在纳米材料的基础之上ｐ１，预计到２０１４年全球市场的纳米科技产品价值将达２．６兆亿美元ＭＪ。
为了了解应用于这些产品中的纳米材料的潜在影响，就要熟悉和掌握其潜在暴露风险、材料性质、产品生命周期及其在每一点性质和周期上的潜在危险”Ｊ。
自２０００以来，国内外对于纳米材料的生物安全性和毒理学问题展开了日益深入的讨论和研究净“。
一、纳米材料的特殊效应和应用纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性”］，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。
这是由于纳米材料特有的４大特殊效应所致¨１：即小尺寸效应（８ｍａＬｌｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔ）、表面效应（￥ｕｒｆａｃｅｅｆｆｅｃｔ）、量子尺寸效应（ｑｕａｎｔｕｍｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔ）和量子隧道效应（ｑｕａｎｔｕｍｔｕｎｎｅｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔ）；上述效应可导致纳米材料具有异常的吸附能力、化学反应能力、分散与团聚能力，上述特性在赋予纳米材料广泛应用的同时也带来一系列的负面效应。
这些已被证实，以及有待被证实的负面效应给当前迅猛发展的纳米科技带来了一定的隐患。
现将纳米材料理化特性涉及的应用研究领域归纳如表１［９－１０３。
纳米材料在环境污染治理中的研究进展
纳米材料在环境污染治理中的研究进展近年来，纳米材料在环境污染治理中的应用越来越广泛。
从大气污染到水污染，从土壤修复到废弃物处理，纳米材料在各种环境污染治理应用中均能发挥其独特的优势。
一、大气污染治理大气污染是当前全球普遍面临的环境问题之一。
纳米材料作为新型环保材料，被广泛应用于大气颗粒物过滤器中。
研究表明，纳米平板状材料在过滤器中具有高效过滤作用，特别是在PM2.5的过滤效率方面有着明显的优势。
同时，纳米金属材料也能够通过催化还原氮氧化物和有机气体等方法来治理大气污染。
二、水污染治理水污染也是当前全球面临的重要环境问题之一。
纳米材料在水污染治理中的应用主要涉及到纳米吸附材料、纳米催化材料和纳米光催化材料等方面。
通过纳米材料的吸附作用，能够有效去除水中的各种有害物质，如重金属、有机物等。
同时，纳米材料还可以通过催化还原等方式，将水中的有害物质转化为无害物质。
此外，纳米光催化材料则可以利用光的催化作用，将水中的有害物质分解为无害物质。
三、土壤修复随着城市化进程的加速和工业化的普及，土壤污染是当前环境污染治理中比较棘手的问题之一。
纳米材料的应用在土壤修复领域也具有广阔的发展前景。
研究表明，纳米吸附材料可以有效地吸附污染土壤中的污染物质，例如重金属、有机物等。
同时，纳米催化剂可以通过催化还原的方法，将有害物质转化为无害物质，达到修复土壤的目的。
四、废弃物处理随着现代生活中废弃物量的逐年增长，如何有效地处理废弃物也成为环境污染治理领域的热点问题。
纳米材料在废弃物处理中的应用主要涉及到废弃物的回收、再利用和最终的无害化处理等方面。
纳米吸附材料可以将有用物质从废弃物中吸附出来，实现废弃物的回收再利用。
同时，在废弃物的无害化处理方面，纳米催化材料和纳米光催化材料也可以发挥其重要作用。
总的来说，纳米材料在环境污染治理中的应用具有广阔的发展前景。
随着纳米技术的不断发展和突破，纳米材料将会在环境污染治理中扮演越来越重要的角色。
纳米材料的安全性研究
纳米材料的安全性研究随着现代科技的不断发展，纳米材料在各个领域中的应用也越来越广泛。
从医药到电子、从环保到能源，各种领域都离不开对纳米材料的研究和应用。
然而，同时也伴随着对纳米材料的安全性问题的担忧。
本文将从纳米材料的定义、应用领域、安全性问题以及相关研究方向等方面进行探讨。
一、纳米材料的定义和特点纳米材料是指颗粒大小在1到100纳米之间的无机或有机物。
与传统的材料相比，纳米材料有着明显的尺寸效应和表面效应，具有更强的力学、光学、电学等特性。
常见的纳米材料有金、银、二氧化钛、氧化锌等。
与传统的材料相比，纳米材料具有以下基本特点：1. 尺寸效应：随着材料颗粒尺寸的减小，材料的性质会发生改变，部分性质会呈现出尺寸效应。
比如，小于10纳米的颗粒会表现出量子效应。
2. 表面效应：纳米材料由于表面积大，表面活性高，可以更加容易地与生物和环境相互作用。
3. 能源和资源节省：纳米材料与传统材料相比，通常需要更少的原料和能源来生产同样数量的产品。
二、纳米材料的应用领域纳米材料的广泛应用领域，体现了其独特的材料性质和应用价值。
下面将针对纳米材料在医药、电子、环保和能源等领域中的应用进行简要介绍。
1. 医药领域纳米材料在医药领域中的应用主要包括药物输送、诊断、肿瘤治疗和组织工程等方面。
比如，通过包裹在纳米粒子中的药物，可以实现精准释放和靶向输送，减少药物对正常细胞的损伤，提高治疗效果。
2. 电子领域纳米材料在电子领域中的应用主要包括显示器、存储器、光伏等方面。
比如，通过改变纳米颗粒的多晶结构和大小，可以改变相应的电学性质和光学性质，提高材料的性能。
3. 环保领域纳米材料在环保领域中的应用主要包括污染物的吸附、光催化降解、水处理等方面。
比如，通过利用纳米材料的表面活性，可以实现对污染物的高效吸附和分离。
4. 能源领域纳米材料在能源领域中的应用主要包括储能、传感、光伏、催化等方面。
比如，通过制备纳米颗粒的多孔结构，可以提高储氢和储电等能力。
纳米材料毒性与安全性研究报告
研究背景
02
尽管纳米材料具有诸多优点，但其尺寸效应和表面效应等特性也使其具有潜在的毒性风险。
03
目前，国内外对于纳米材料的毒性与安全性研究尚不充分，存在诸多争议和未解之处。因此，开展此项研究具有重要的现实意义和科学价值。
系统评价纳米材料的毒性与安全性，为相关领域的安全应用提供科学依据和技术支持。
探讨纳米材料在不同生理环境下的毒性机制及其与常规材料之间的差异。
04
化学成分
纳米材料的化学成分是影响其毒性和安全性的重要因素。例如，某些纳米材料可能含有有毒的金属元素，如铅、汞等，这些元素在人体内积累可能会引发健康问题。
纳米材料性质的影响
粒径和形状
纳米材料的粒径和形状也会影响其毒性和安全性。较小的纳米粒子可能更容易进入细胞和组织，而某些形状的纳米粒子可能更容易被身体识别和清除。
要点一
要点二
建立完善的纳米材料质量管理体系
建立完善的纳米材料质量管理体系，对纳米材料的研发、生产和应用进行全面质量管理，确保纳米材料的安全性和稳定性。
加强纳米材料标准的制定和实施
针对不同领域和用途的纳米材料，制定相应的国家和行业标准，规范纳米材料的制备、检测和应用标准，提高纳米材料的安全性和可靠性。
制备方法
纳米材料制备与处理过程的影响
暴露环境
纳米材料在不同环境中的毒性可能有所不同。例如，在空气、水或土壤等不同环境中，纳米材料的溶解度、稳定性和生物相容性可能会有所不同，从而影响其毒性。
暴露时间
纳米材料暴露在环境中的时间也会影响其毒性。长期暴露可能会导致更多的健康风险，如组织损伤或癌症。
环境因素对纳米材料毒性的影响
《纳米材料毒性与安全性研究报告》
xx年xx月xx日
环境友好型材料的研究进展
环境友好型材料的研究进展随着全球环境问题的日益突出，环境友好型材料的研究和应用变得越来越重要。
这些材料在制造过程中对环境的影响较小，且在使用和处理后能够降低对环境的负面影响。
本文将介绍几种环境友好型材料的研究进展，展望未来的发展方向。
生物可降解材料生物可降解材料是一种能够在自然环境中被微生物分解并最终转化为无毒物质的材料。
目前，生物可降解材料已广泛应用于食品包装、医疗器械等领域。
例如，可降解塑料由于其能有效减少塑料垃圾对环境的污染而备受关注。
近年来，科研人员还不断改进生物可降解材料的性能，使其更加符合实际应用需求。
纳米材料纳米材料是一种具有特殊形态和性质的材料，其纳米级结构使其具备了许多独特的性能。
例如，纳米材料可以改变传统材料的力学、光学和电学性质，从而提高材料的性能。
纳米材料的制备过程相对简单，能耗较低，减少了对环境的负面影响。
因此，纳米材料在环境友好型材料研究中具有广阔的应用前景。
可再生能源材料可再生能源材料是一类能够利用可再生资源进行制备的材料。
与传统材料相比，可再生能源材料具有更低的碳排放和更高的能源效率。
例如，太阳能电池板的制备过程中使用的硅材料是一种可再生资源，而传统燃煤发电则会产生大量的二氧化碳排放。
因此，可再生能源材料的研究和应用有助于减少对环境的不良影响，实现可持续发展。
生物基材料生物基材料是一类以生物质为原料制备的材料，具有良好的生物相容性和可降解性。
目前，生物基材料已经应用于医疗和制药领域，如人工骨骼和缝合线等。
生物基材料的制备过程相对环境友好，不会产生有害物质。
未来，随着科技的进一步发展，生物基材料的研究将越来越受到关注，并有望在更多领域得到应用。
随着人们对环境问题的关注度增加，环境友好型材料的研究和应用也变得越来越重要。
生物可降解材料、纳米材料、可再生能源材料以及生物基材料等都是环境友好型材料的典型代表。
这些材料在制备过程中对环境的影响较小，且在使用和处理后能够减少对环境的负面影响。
纳米材料的毒性与生物安全研究现状
纳米材料的毒性与生物安全研究现状第一章引言在纳米领域的迅速发展中，纳米材料被广泛地应用于化学、医学、制造业等领域。
然而，作为技术的一种产物，纳米材料的生物安全问题也成为研究者和公众关注的焦点。
毒性是一个决定性因素，它对人类和环境的健康构成潜在的威胁。
因此，了解纳米材料的毒性与生物安全十分重要。
本文将介绍纳米材料的毒性和生物安全现状，以了解纳米材料对人类和环境的影响。
第二章纳米材料的毒性2.1 纳米材料的定义纳米材料是指由一种或多种元素、化合物或者合金组成的粒径在1-100纳米之间的材料。
这些材料大小尺度足够小，以至于其特殊的电、热、化学、物理等性质与其宏观材料体系不同。
因此，纳米材料具有广泛的应用前景。
2.2 纳米材料的毒性纳米材料在生物体内时可能与不同部位的生物分子或细胞接触，导致细胞凋亡、DNA损伤和蛋白分解等一系列毒性反应。
纳米材料与细胞发生物理和化学相互作用的性质与它们的分散度和结晶度等等因素相关。
该作用可能导致生物体发炎和损伤肺泡等健康问题。
纳米材料在人体组织中的长期残留影响并没有被完全理解和研究。
第三章纳米材料的生物安全3.1 纳米材料的安全评价纳米材料的安全评价过程分为体内和外部测试。
在体外，通过物理他化学测试来评估纳米颗粒的大小、形状、表面特性等。
同时，体内评估通常采用小鼠动物模型进行，以检测纳米毒性的慢性动态和药理学效果。
3.2 纳米材料的生物信息学和基因工程方法生物信息学和基因工程技术用于预测、识别和评估纳米材料的毒性，包括通过生物信息学方法进行毒性预测和评估，分子仿真方法对材料与细胞相互作用的研究，以及通过基因编辑和基因敲除的方式对生物体内的毒性进行研究等等。
第四章结论纳米材料是人类前沿科学和技术的重要成果，其应用已经扩展到多个领域。
然而，纳米材料的毒性和生物安全问题仍然是研究者和公众关注的焦点。
目前的研究表明，纳米材料对人类和环境的潜在威胁非常复杂。
因此，对纳米材料的毒性和生物安全问题的研究需要更多的投入，并与社会、企业和政府等众多方面紧密合作，以维护人类和环境的健康与安全。
纳米材料的安全性研究及其评价
纳米材料的安全性研究及其评价一、本文概述随着纳米技术的快速发展，纳米材料在各个领域的应用越来越广泛，包括医学、环境科学、能源、电子等领域。
然而，纳米材料的小尺寸和特殊性质使得它们可能对人类健康和环境产生潜在的风险。
因此，对纳米材料的安全性进行深入研究和评估显得尤为重要。
本文旨在全面探讨纳米材料的安全性研究及其评价。
文章将介绍纳米材料的基本概念和特性，为后续的安全性研究提供基础。
文章将综述纳米材料在各个领域的应用现状，分析其在应用过程中可能产生的安全问题。
随后，文章将重点讨论纳米材料对人体健康和环境的影响机制，包括纳米材料进入人体的途径、纳米材料在人体内的分布和代谢、纳米材料对人体细胞和组织的影响以及纳米材料对环境的生态毒理学效应等。
在此基础上，文章将介绍纳米材料安全性评价的方法和技术，包括纳米材料的毒性评估、生态风险评估和暴露评估等。
文章将展望纳米材料安全性研究的未来趋势和挑战，为纳米技术的可持续发展提供参考。
通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的纳米材料安全性研究及其评价的视角，为纳米技术的健康、安全和可持续发展提供有益的参考。
二、纳米材料的安全性问题纳米材料，由于其独特的物理和化学性质，在众多领域具有广泛的应用前景。
然而，随着其使用的日益普及，其可能带来的安全问题也逐渐受到关注。
纳米材料的安全性问题主要表现在以下几个方面：纳米材料的小尺寸效应使其具有极高的比表面积和活性，这可能导致其进入生物体后产生不同于常规材料的生物学效应。
例如，纳米材料可能通过细胞的内吞作用进入细胞内，与细胞内的蛋白质和DNA发生相互作用，从而影响细胞的正常功能。
纳米材料的环境行为与传统材料存在显著差异。
纳米材料在环境中的迁移、转化和生物累积特性尚未被完全了解。
一些研究表明，纳米材料可能通过食物链进入生物体，并在生物体内积累，对生态环境和人体健康构成潜在威胁。
纳米材料在生产和使用过程中可能产生的环境污染问题也不容忽视。
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纳米材料即在纳米量级 (1～100 nm) 尺寸范围 内的材料 。因其特殊结构 ,具有小尺寸效应 、量子效 应和表面效应 ,在机械性能 、磁 、光 、电 、热等方面与 传统材料存在显著差别 。
近年来随着纳米材料相关技术快速发展 ,各种 不同形式纳米材料广泛应用于环境领域[1] ,在水 、大 气与土壤环境治理 、能源有效利用等方面发挥重要 作用 。例如 ,目前以二氧化钛认为代表基于纳米微 观结构的环境污水处理催化剂 ,由于具有独特的晶 体结构及表面特性 (表面键态与内部不同 ,表面原子 配位不全等) ,其催化活性和选择性显著优于常规催 化剂 。同时 ,具有超强吸附能力的纳米结构材料 ,在 环境水处理方面有广泛应用 。据有关研究报道[2] , 基于纳米材料的净水剂 ,其吸附能力和絮凝能力是 普通净水剂三氯化铝的 10～20 倍 。
纳米 TiO2 在涂料 、抗老化 、污水净化 、化妆品 、 抗静电等方面具有广泛应用 ,可以作为添加剂用来 制作疏水涂料 ,也是一种很好的光催化剂 。在传统 观点中 , TiO2 是低毒粉尘 ,在许多粉尘的毒理学研 究中 , TiO2 往 往 被 用 作 无 毒 的 对 照 粉 尘 。但 是 Ferin[8] 等研究发现超微 TiO2 (平均直径为 20 nm) 引起的大鼠肺部炎症比相同空气品质浓度的微米级 TiO2 (平均直径为 250 nm) 更为严重 。即使是无毒
Oberd rster[7] 将巴基球注入含有甲壳虫的水 箱中 ,48 h 内 ,甲壳虫的死亡率随巴基球的浓度增 大而升高 。据测算 ,对于巴基球水溶液 ,水蚤的半致 死剂量是 800μg/ mL 。另外 ,Oberd r ster 等人将鱼 放在在巴基球浓度 500～1000 μg/ mL 的鱼缸中 ,48 h 后解剖鱼体发现 ,实验组的鱼的脑细胞隔膜受损 量是对照组的 17 倍 。 1. 4 纳米 TiO2
纳米铜作为添加剂加入润滑油 ,对发动机润滑 性能有改善作用 ,并可降低发动机的摩擦损失 。根 据 Ho dge and Ster ner Scale 的毒性分类法[10] ,纳米 铜为中等毒性 ,而微米铜基本无毒 。病理学检查发 现纳米铜能够对小鼠的肾 、脾 、肝产生明显的损伤 , 同时引起与肝 、肾功能相关的血生化指标异常 。纳 米铜的高毒性很可能是由于其高化学反应活性经体 内代谢产生的次级代谢产物铜离子引起的 。 2 研究展望
Abstract : Wit h t he wide applicatio n of nanotechnology in enviro nmental field ,t he potential safery impact s of nano materials o n enviro nment have raised intensive co ncems of all t he related aspect s of scientist s. Here in t his review , we p rimarily summarize reccent develop ment of st udy o n t he enviro nmental safet y of different t ypes of nano scale material s. Key words : nano materials ; enviro nmental safet y
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化 学 世 界
2008 年
纳米材料环境安全性研究进展
杨 明 , 王德举2 , 徐 芳1 3
(1. 海交通大学 环境科学与工程学院 , 上海 200240 ; 2. 上海石汕化工研究院 , 上海 201208)
摘 要 :随着现代纳米技术在环境领域中的广泛应用 ,各种不同形式的纳米尺度物质对人类环境可 能带来的潜在影响 ,逐渐引起相关领域研究工作者广泛关注 。结合国内外最新文献报道 ,系统总结 了目前有关纳米材料环境安全性研究方面的工作进展情况 。 关键词 :纳米材料 ;环境安全性 中图分类号 :O 613. 71 ;O 647. 33 文献标识码 :A 文章编号 :036726358 (2008) 092570203
收稿日期 :2007207230 基金项目 :国家自然科学基金 (青年) 20405010 作者简介 :杨 明 (1985～) ,男 ,本科生
随着纳米材料在环境相关领域中广泛应用 ,其 可能引起的潜在环境问题已引起科学家广泛关注 。 2003 年 4 月 Science 首先发表文章讨论纳米材料与 生物环境相互作用可能产生的生物效应问题 。随后 Nat ure 和 Science 杂志在 1 年内 ,先后 4 次发表编 者文章 。美国化学会以及欧洲许多学术杂志也纷纷 发表文章 ,探讨纳米生物效应 ,尤其是纳米颗粒对人 体健康 、生存环境和社会安全等方面是否存在潜在 的负面影响即纳米环境安全性问题 。最近欧洲刚刚 成立一个纳米论坛联合工作组 ,其任务旨在调查纳 米技术对环境的潜在影响 ,讨论纳米技术能在哪些 方面对环境起到积极作用 ,同时提醒公众注意纳米 颗粒对人体和环境的潜在危害 。 1 纳米材料的环境安全效应研究现状
Carrero2Sanchez[5] 等人比较了多壁碳纳米管和 掺杂了氮元素的碳纳米管 (CN x) 。他们把不同浓度 的碳纳米管注入了老鼠的不问部位 :鼻 、口腔 、呼吸 管 、腹腔 ,发现碳纳米管被注入鼠的气管后 ,小鼠可 能死于呼吸困难 ,致死量取决于碳纳米管剂量 。然 而 ,掺杂氮元素的碳纳米管从来没有致鼠于死地 ,老 鼠对 CN x 纳米管的耐受剂量远高于碳纳米管 。浓 度极高的 CN x 纳米给药直接进入小鼠仅诱发肉芽 肿气管发炎反应 。CN x 纳米管在生物应用方面比
碳纳米管可以用来制作强度较高的合成物 、传 感器 、储氢体 ,纳米尺寸的半导体元件 、探针 。但未 被处理过的纳米管非常轻 ,有可能经空气到达人的 肺部 。因此 ,碳纳米管对于环境和生物的安全性也 最先被人们注意 。在单壁碳纳米管肺部毒性研究方 面 ,美国 NA SA Jo hnso n 空间中心的 Lam 等人已经 做出了相关的研究 。
我国科学家赵友亮[4] 等人在碳纳米管的生物毒 性方面也做了很多工作 :肺泡巨噬细胞在体外接触 单壁碳纳米管 6 h 后 ,单壁碳纳米管产生了显著的 生物毒性 。当单壁碳纳米浓度达到 11. 30 μg/ cm2 (单位细胞表面积作用的纳米材料的量) 时 ,使用四 甲基偶氮唑盐 (M T T) 法测试其相对生物毒性 ,达到 了约 35 %。巨噬细胞在接触到 3. 06 μg/ cm2 的单 壁碳纳米管或者多壁碳纳米管时 ,显现出明显的坏 死 ,衰退现象 。即使 C60 达到较高浓度时 ,也没有对 肺泡明显 。不同结构的碳纳米管在生物体外体现出 不同的生物毒性和生物活性 ,毒性从大到小排列顺 序依次是单壁碳纳米管 > 多壁碳纳米管 > 石英 > C60 ,但这一点在考察碳纳米管对体内细胞的相对毒 性时 ,没有明显体现出来 。
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化 学 世 界
2008 年
或低毒的细颗粒材料 ,其超微颗粒的吸入也可能会 变得有毒 。因此 ,曾被认为无毒或极低毒物质的纳 米级颗粒 ,目前已逐渐成为毒理学研究热点 。 1. 5 纳米 MgO
目前关于纳米 MgO[9] 的一般毒性资料尚属空 白 。以 5 g/ kg 剂量的镁粉 ( 粒径 200 目 , 纯度 ≥ 99. 0 %) 、微米 MgO (粒径 3 μm ,纯度 ≥98. 9 %) 和 纳米 MgO (粒径 5 nm ,纯度 ≥99. 82 %) 灌胃染毒 , 观察其对血清常规生化指标的影响 。实验结果显示 镁粉 、微米氧化镁和纳米氧化镁对小鼠血清生化指 标的影响具有一定差别 。镁粉组小鼠血清 TBA (总 胆汁酸) 、UA (尿酸) 升高 , Glu (葡萄糖) 和 Cr (肌酐) 的降低 , 而 纳米 和微 米氧 化 镁 对 小 鼠 血 清 TBA 、 UA 、Glu 和 Cr 无明显影响 ;微米和纳米氧化镁组小 鼠血清 TB IL (总胆红素) 均明显高于对照组 ,而镁 粉组小鼠血清 TB IL 与对照组相比差异无显著性 。 据推测镁和氧化镁对小鼠血清生化指标影响不同的 原因可能与实验材料化学性质不同有关 。但造成以 上生化指标变化的生物学意义尚不明了 ,有待进一 步深入分析研究 。 1. 6 纳米铜 (Cu)
Lam[3] ,等人将碳纳米管分为 0 ,0. 1 ,0. 5 mg 3 个剂量组 ,将其通过气管注入老鼠体内 ,在第 7 d 和 第 90 d 进行肺部组织病理学的研究 。动物染毒后 第 7 d ,所有注入碳纳米管的老鼠都出现了与剂量相 关的上皮肉芽肿 ,有一些还出现了间隙炎症 。第 90 d ,这些损伤持续存在并且更加显著 ,有些老鼠还出 现了外周气管炎和坏疽 。此项研究表明如果碳纳米 管到达肺部 ,将产生较强毒性 ,长期吸入碳纳米管对 健康极其不利 。
不同结构与性质的纳米材料 ,其潜 ·
全效应具有不同特点 。甚至同一种材料在不同粒径 或外部条件下 ,也会产生不同的环境安全效应 ,因此 不能一概而论 。本文综合国内外最新文献报道 ,系 统总结了以下不同化学结构纳米功能材料在有关环 境安全效应方面取得的研究进展 。 1. 1 碳纳米管
单壁 、多壁碳纳米管毒性更小 。 1. 2 铁系纳米材料
最近 ,本研究小组首次应用嗜热四膜虫生物模 型体系考察环境水体富营养化治理过程中纳米磁性 氧化铁 ( Fe3 O4 ) 、纳米磁性氧化铁 ( Fe3 O4 ) / 纳米沸 石复合体 、铁掺杂型纳米沸石材料三种不同化学形 态的铁系纳米功能材料环境安全效应 。通过铁系纳 米材料同四膜虫生物指示模型间相互作用 ,测定相 应四膜虫生长抑制率来评价纳米材料的环境安全效 应 ,得出以下初步结论 : (1) 不同结构性质的铁系纳 米材料对于嗜热四膜虫生长抑制情况存在差异 ,其 中纳米磁性氧化铁 ( Fe3 O4 ) 对于嗜热四膜虫生长抑 制影响最为敏感 ; (2) 嗜热四膜虫的生长抑制率同加 入的铁系纳米材料固/ 液浓度比间 (0. 1 g/ L 、0. 5 g/ L 和 1. 0 g/ L) 存在明显正相关性 。 1. 3 富勒烯