纳米材料的安全问题及对策

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纳米材料的稳定性及存储注意事项

纳米材料的稳定性及存储注意事项

纳米材料的稳定性及存储注意事项随着纳米科技的发展,纳米材料在各个领域展现出巨大的潜力。

纳米材料的独特特性和应用广泛性,使其成为当今研究热点之一。

然而,纳米材料的稳定性以及正确的储存方式却是使用和研究纳米材料时必须要重视的问题。

本文将介绍纳米材料的稳定性问题,以及储存纳米材料的注意事项。

纳米材料的稳定性问题是指纳米材料在制备、储存、运输和应用过程中会发生物理和化学变化的倾向。

这些变化可能导致纳米材料失去原有的性能和功能。

稳定性问题的出现主要是由于纳米材料与外部环境之间的相互作用,例如与气体、湿度和光线等。

因此,在存储和使用纳米材料时,需要采取一些特殊的措施来确保其稳定性。

首先,了解纳米材料的特性对稳定性的评估至关重要。

不同的纳米材料具有不同的化学成分、晶体结构和粒径等特性,这些特性决定了其稳定性的差异。

通过使用适当的表征技术,如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等,可以获得纳米材料的结构和组成信息,进而评估其稳定性。

其次,纳米材料的储存条件对稳定性至关重要。

在纳米材料的制备和储存过程中,应尽量避免暴露在湿度较高和变化较大的环境中,因为这可能导致纳米材料吸湿、聚集或晶体结构的破坏。

为了保持纳米材料的稳定性,应将其存放在密封的容器中,并在低温、低湿度和无光照的条件下储存。

此外,避免与空气、水、有机溶剂等可能影响纳米材料稳定性的物质接触也是非常关键的。

第三,纳米材料的稳定性与相互作用的环境有关。

例如,纳米材料在气体环境中容易受到氧化和还原反应的影响,而在液体环境中则可能发生溶解和离子交换等反应。

因此,在纳米材料的制备和应用过程中,需要根据具体的应用需求来选择合适的环境和媒介,并针对不同的环境进行相应的稳定性测试。

最后,纳米材料的稳定性还与其表面性质有关。

纳米颗粒的表面在其化学和物理性质上与体相有所不同,表面固有的能量更高,因此更容易与环境相互作用产生变化。

为了提高纳米材料的稳定性,可以通过表面修饰、包封或包覆等方式来改变纳米材料的表面性质。

纳米科技研究使用中常见问题解答与解决方案

纳米科技研究使用中常见问题解答与解决方案

纳米科技研究使用中常见问题解答与解决方案随着纳米科技的迅猛发展,越来越多的研究人员投身于纳米材料的制备、性质调控以及应用研究中。

然而,纳米科技研究中常常会遇到一些问题,例如纳米材料合成的纯度难以保证、纳米颗粒的稳定性不高等。

为了帮助解决这些常见问题,本文将逐一回答这些问题,并提供一些解决方案。

问题一:纳米材料合成中纯度无法保证纳米材料的合成过程往往受到外界污染的影响,难以保证纯度。

这会严重影响材料的性能和功能。

解决方案:首先,可以通过对合成设备和容器进行严格的清洗和烘烤,以去除可能存在的污染物。

此外,还可以采用高纯度的原材料进行合成,避免外部杂质的引入。

最后,对于需要进行后续处理的材料,可以采用物理或化学手段进行除杂处理。

问题二:纳米颗粒的稳定性不高纳米颗粒在溶液中往往会发生聚集,导致颗粒的稳定性不高,难以进行后续的研究和应用。

解决方案:可以采用表面修饰的方法来提高纳米颗粒的稳定性。

通过在纳米颗粒表面引入适当的功能基团,可以增加颗粒与溶液之间的相互作用力,从而防止颗粒的聚集。

此外,也可以采用调节溶剂性质、离子强度和pH值等手段来控制纳米颗粒的稳定性。

问题三:纳米材料的表征方法有限纳米材料的尺寸特殊,传统的表征方法难以全面准确地描述其结构和性质。

解决方案:针对纳米材料的特殊性,可以采用多种表征方法相结合的方式来进行研究。

例如,可以结合透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、动态光散射(DLS)等技术,从不同角度全面地揭示纳米材料的结构和性质。

问题四:纳米科技的环境、安全问题未得到足够重视纳米材料的应用往往与环境和安全问题密切相关,但在研究和应用中,这些问题往往被忽视。

解决方案:研究人员在进行纳米科技研究和应用时,应始终将环境和安全问题放在首位。

在合成和应用过程中,应采取相应的安全措施,减少对环境和人体的潜在危害。

同时,也应加强与环境科学、毒理学等相关学科的交流和合作,共同推动纳米科技的可持续发展。

纳米材料的安全使用方法与注意事项

纳米材料的安全使用方法与注意事项

纳米材料的安全使用方法与注意事项近年来,纳米材料在各个领域的应用越来越广泛。

然而,由于其特殊的物理、化学性质,纳米材料的安全使用是十分重要的。

本文旨在介绍纳米材料的安全使用方法与注意事项,以便用户在使用纳米材料时能够有效避免潜在的安全风险。

正确的储存和处理是确保纳米材料安全使用的关键。

使用者应该将纳米材料储存于密封的容器中,并保持干燥、阴凉的环境中,避免暴露于阳光直射或高温环境中。

在处理纳米材料时,应采取适当的防护措施,如佩戴防护眼镜、口罩和手套,以防止纳米材料进入眼睛、口鼻和皮肤。

了解纳米材料的毒性特性是确保安全使用的关键。

纳米材料具有较大的比表面积和高表面能量,这使得其具有与传统材料不同的性质。

在使用纳米材料时,必须了解其潜在的毒性及对人体的影响。

使用者应该参考相关的毒性研究报告,了解纳米材料的吸入、摄入和皮肤接触对健康的影响,并根据实际情况采取相应的防护措施。

注意纳米材料的粉尘和废弃物处理也是确保安全的重要环节。

纳米材料在操作过程中可能会产生粉尘,这些粉尘可能会在空气中悬浮并被人体吸入。

因此,使用者应该尽量采取湿法操作或使用局部通风设备,以减少纳米材料粉尘的产生和扩散。

在废弃物处理方面,纳米材料应在规定的容器中集中存放,并按照当地环境保护法规进行处理。

定期进行工作场所环境监测是确保安全使用的重要手段。

通过监测纳米材料在工作场所中的浓度,可以及时发现和解决潜在的安全问题。

监测结果应及时通知相关人员,并采取相应的措施,如增加通风设备、降低操作时间或调整操作程序,以确保工作场所的安全。

培训和教育也是确保纳米材料安全使用的重要环节。

使用者应接受相关的培训和教育,了解纳米材料的特点、安全使用方法和相应的应急处理措施。

同时,使用者应定期更新相关知识,关注最新的研究和发现,以及相关安全规范的更新,以确保自己始终掌握最新的安全信息。

总之,纳米材料作为一种新兴的材料,其安全使用是十分重要的。

正确的储存和处理、了解毒性特性、注意粉尘和废弃物处理、定期环境监测以及培训和教育,都是确保纳米材料安全使用的关键。

纳米材料制备中的常见问题与解决方案

纳米材料制备中的常见问题与解决方案

纳米材料制备中的常见问题与解决方案1. 异质性分散问题在纳米材料的制备过程中,最常见的问题之一是异质性分散。

在制备过程中,纳米颗粒容易聚集在一起,导致纳米材料的均匀性降低。

这会严重影响材料的性能和应用。

为解决这个问题,可以采取以下措施:首先,选择合适的分散剂。

分散剂是一种可以将纳米颗粒分散在溶液中的物质。

通过选择合适的分散剂,我们可以有效地抑制纳米颗粒的聚集现象,提高纳米颗粒的均匀性。

其次,调整溶液的pH值。

pH值的改变可以影响纳米颗粒表面的电荷性质,从而改变颗粒之间的相互作用。

通过调整溶液的pH值,我们可以改变纳米颗粒的分散状态,提高其均匀性。

最后,采用机械剪切方法。

机械剪切是一种通过剪切力将纳米颗粒分散到溶液中的方法。

通过机械剪切的方式,我们可以有效地打破纳米颗粒的聚集,提高纳米材料的均匀性。

2. 纳米材料的尺寸和形状控制问题在纳米材料的制备过程中,尺寸和形状的控制是一个非常重要的问题。

纳米材料的尺寸和形状对其性能和应用具有重要影响。

为了解决这个问题,可以采取以下方法:首先,通过控制反应条件来实现尺寸和形状的控制。

调节反应温度、反应时间和反应物的浓度等参数,可以改变纳米材料的尺寸和形状。

合理选择反应条件,可以实现对纳米材料尺寸和形状的精确控制。

其次,采用模板法制备纳米材料。

模板法是一种通过在模板表面沉积纳米颗粒来控制其尺寸和形状的方法。

通过选择合适的模板,可以在模板表面形成具有特定尺寸和形状的纳米材料。

这种方法可以有效地实现对纳米材料的尺寸和形状的控制。

最后,采用表面修饰方法。

通过在纳米材料表面修饰功能性分子或聚合物,可以改变纳米材料的表面活性和形态稳定性,实现对尺寸和形状的控制。

这种方法可以在纳米材料制备的同时实现对其表面性质的调控。

3. 纳米材料的纯度和杂质问题在纳米材料的制备过程中,纯度和杂质的问题是制备过程中需要关注的重要问题。

纳米材料的纯度直接影响其性能和应用。

为了解决这个问题,可以采取以下方法:首先,提高原料的纯度。

纳米科技技术的潜在风险与安全问题

纳米科技技术的潜在风险与安全问题

纳米科技技术的潜在风险与安全问题近年来,纳米科技技术的快速发展使其在各个领域展现出巨大的应用潜力。

然而,纳米科技技术的发展也带来了一系列的潜在风险与安全问题。

本文将从环境安全、生物安全和人类健康等方面探讨纳米科技技术可能存在的风险,并提出相应的解决对策。

首先,纳米材料的大量生产和应用可能对环境产生不可逆转的影响。

纳米材料因其独特的性质在许多工业过程中得到广泛应用,但其粒径较小,难以被环境自然降解。

纳米材料的长期积累可能导致土壤和水体的污染,对生态系统产生潜在的威胁。

因此,制定严格的纳米材料管理政策、加强相关环境监测和规范纳米材料的生产和处理流程至关重要。

其次,纳米颗粒的生物安全性是另一个需要关注的问题。

纳米颗粒因其在细胞和组织水平的独特行为而被广泛用于生物医学和生物传感器等领域,但其对生物系统的毒性和长期影响尚未完全理解。

一些研究发现,纳米颗粒可以穿越细胞膜并进入细胞核,影响基因表达和细胞功能。

因此,应加强对纳米颗粒与生物体相互作用的研究,以提前预测潜在的毒性,开展安全评估并制定相应的安全使用指南。

此外,人类与纳米材料的长期接触可能对人体健康产生不可逆转的损害。

纳米颗粒具有较大比表面积和高反应活性,可能与人体细胞相互作用,引发炎症反应、产生氧化应激和损伤DNA等。

此外,纳米颗粒的小尺寸和轻质量可能使其更容易通过呼吸道、皮肤等途径进入人体内部,增加其潜在毒性。

因此,应加强对人体纳米材料接触的研究,并建立相应的安全标准和个人防护措施。

为解决纳米科技技术的潜在风险与安全问题,有以下几点对策可以考虑:首先,加强纳米材料的监管与管理。

建立完善的纳米材料监管制度,包括生产、使用和废弃纳米材料的规范,对纳米材料进行全面的环境和安全评估。

同时,加强对纳米材料的追踪和监测,及时发现潜在风险,采取相应的应对措施。

其次,加强研究和风险评估。

加大对纳米材料与环境、生物体和人体相互作用的研究力度,在不同尺度上进行全面的毒理学和安全评估。

纳米科技使用注意事项及安全防护指南

纳米科技使用注意事项及安全防护指南

纳米科技使用注意事项及安全防护指南纳米科技是一门前沿的领域,它利用纳米尺度的材料和结构来开发新材料、新装置和新技术。

纳米技术的应用已经广泛涉及到医疗、电子、能源、环境等领域,为人类带来了巨大的变革和发展。

然而,随着纳米技术的快速发展,我们也应该重视纳米科技的使用注意事项和安全防护措施,以确保人类的安全和环境的可持续性。

首先,对于纳米材料的使用,需要注意以下几个方面。

第一,了解纳米材料的性质和特点。

纳米材料具有特殊的物理、化学和生物学性质,对环境和生物系统产生的影响也可能具有独特的规律。

在进行纳米材料的使用前,必须对其性质进行充分的研究和了解,以确保其安全性和可持续性。

第二,严格控制纳米材料的生产过程。

纳米材料的制备过程中可能涉及到有害物质的使用和释放,对环境和人体健康产生潜在的风险。

因此,在制备纳米材料时,需要严格控制有害物质的使用,并采取有效的控制措施,减少有害物质的释放和扩散。

第三,合理使用纳米材料。

纳米材料的应用领域非常广泛,但我们应该在使用时慎重选择,并遵循相关的使用规范和标准。

合理使用纳米材料可以减少潜在的风险和危害,确保人类的安全和环境的可持续性。

其次,关于纳米技术的安全防护措施,我们需要注意以下几个方面。

第一,建立完善的安全管理体系。

在进行纳米技术应用时,应建立科学、规范的安全管理体系,包括制定安全政策、建立安全组织、进行安全培训等,以确保人员和环境的安全。

第二,进行风险评估和管理。

在使用纳米技术时,应进行全面的风险评估,包括对纳米材料的毒性和生物学效应的评估,以及对纳米材料的潜在风险和危害进行识别和管理。

通过科学的管理和控制措施,降低纳米技术的风险,保护人类和环境的安全。

第三,在进行纳米技术实验和操作时,要采取必要的安全措施。

这包括佩戴个人防护装备,如手套、护目镜和防护服,使用局部排风设备和生物安全柜等。

同时,要对纳米材料的操作场所进行定期的清洁和消毒,避免材料的扩散和污染。

第四,加强纳米技术的监管和法规制定。

纳米材料使用注意事项

纳米材料使用注意事项

纳米材料使用注意事项纳米材料是一种具有尺寸在纳米级别上表现出的特殊性质的新型材料。

由于其独特的物理、化学和生物学特性,纳米材料在许多领域得到广泛应用,例如能源储存与转换、生物医学、环境保护、电子器件等。

然而,由于纳米材料的独特性质,使用纳米材料的过程中需特别注意一些问题。

第一,纳米材料的毒性和生物相容性。

由于纳米材料的尺寸特征,其毒性和生物相容性可能与其宏观材料存在差异。

因此,在使用纳米材料的过程中,需要对其毒性和生物相容性进行充分评估。

这包括纳米材料对人体和环境的潜在危害评估,以及对生物相容性进行评价,确保纳米材料的安全性。

第二,纳米材料的制备和加工。

纳米材料的制备和加工方法对其性能有重要影响。

在制备纳米材料时,需要严格控制反应条件,以确保产品的质量和性能。

在纳米材料的加工过程中,需要注意避免纳米材料的团聚和氧化等问题,以充分发挥其独特性质。

第三,纳米材料的储存和运输。

纳米材料具有很大的比表面积,因此容易与空气中的湿气、尘埃等发生反应。

在储存和运输纳米材料时,需要使用干燥、无尘的容器,并避免与湿气和其他化学物质接触。

此外,还需要注意纳米材料的稳定性和分散性,避免因团聚而影响纳米材料的性能。

第四,纳米材料的安全操作。

纳米材料具有较高的表面能,易于囤积静电。

在纳米材料的操作过程中,需要采取适当的防护措施,如佩戴手套、口罩、护目镜等,避免直接接触和吸入纳米材料。

同时,需要设置良好的通风系统,确保工作环境中纳米颗粒的浓度控制在安全范围内。

第五,纳米材料的环境影响。

纳米材料的使用可能会对环境产生一定影响。

在使用纳米材料的过程中,需要注意控制纳米颗粒的扩散和排放,避免对环境和生态系统造成污染和破坏。

此外,还需要对纳米材料在环境中的行为进行监测和评估,了解其对环境的影响,并采取相应的措施进行治理和修复。

综上所述,纳米材料的使用需要注意其毒性和生物相容性、制备和加工、储存和运输、安全操作以及环境影响等问题。

通过充分评估和控制纳米材料在这些方面的风险,可以确保纳米材料的安全使用,并发挥其独特性质的优势。

纳米科技技术的潜在风险及防范策略

纳米科技技术的潜在风险及防范策略

纳米科技技术的潜在风险及防范策略近年来,纳米科技技术在各个领域展现了巨大的潜力和发展前景。

纳米领域的科学家们通过精细控制和操纵材料的原子和分子结构,创造出了许多具有革命性的产品和解决方案。

然而,随着纳米科技技术的快速发展,也带来了一些潜在的风险和挑战。

本文将探讨纳米科技技术的潜在风险,并提出相应的防范策略。

首先,纳米材料的独特性质可能导致环境和健康风险。

纳米颗粒比普通材料更小,因此具有更大的表面积和活性。

这使得纳米材料更容易进入生物和环境系统,并与其相互作用。

一些研究表明,在高浓度的纳米颗粒暴露下,可能对生物体产生不良影响,如肺部炎症、氧化应激等。

为了减轻这些风险,需要开展相关研究,了解纳米材料对环境和健康的潜在风险,并制定相应的监管措施和防护策略。

其次,纳米科技技术在食品和药物领域的应用也存在潜在风险。

纳米颗粒可以用于改善食品的质地和口感,增强药物的稳定性和生物利用度。

然而,这些应用也可能带来潜在的健康风险。

例如,纳米颗粒可能穿过血脑屏障进入大脑,对神经系统产生不良影响。

此外,在食品领域,纳米颗粒可能在食物消化过程中释放出有害物质,造成潜在健康风险。

因此,为了确保食品和药品的安全性,需要建立一套严格的监管制度,确保纳米材料的合规性和风险评估。

另外,纳米科技技术的发展也带来了隐私和伦理方面的风险。

纳米技术可以用于开发更高效的传感器和监控设备,用于监测个人的生理和行为数据。

然而,这些技术也可能侵犯个人隐私权和自由。

例如,纳米传感器可以通过监测个人的身体反应来获取个人敏感信息。

此外,纳米技术也可能用于制造新型的监视设备,进一步加剧个人隐私和安全的风险。

要应对这些风险,需要加强隐私保护和伦理审查,确保纳米技术的应用不侵犯个人权益。

针对纳米科技技术的潜在风险,以下是一些防范策略:1. 加强监管和标准制定:建立适用于纳米材料的安全监管体系,包括合规性评估、风险评估和标签要求等。

同时,制定相关的行业标准和使用指南,规范纳米材料的生产和应用。

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从该研究结果可以看出粒径、材料的制备途径以及纳米材 料的团聚对纳米材料毒性的重要影响。
2.纳米材料的生态环境安全性
纳米材料对脊椎动物的影响
将黑鲈暴露于含0.5mg·kg-1 可溶性C60 的水以及不含C60 的水中,48h 后取黑鲈脑部组织分析发现黑鲈出现了明显的 脑部脂质过氧化损伤、鳃部总谷胱甘肽显著下降以及肝基因 表达的改变。
由于微生物在维持土壤及水生态平衡中发挥着重要 作用,纳米材料对生态平衡的破坏应引起注意。一旦具 有抗菌作用的纳米材料进入生态环境(如纳米废弃物或 环境治理投放),是否会破坏正常微生物种群的生长而 影响到整个生态环境的平衡,应进行更加深入的研究。
2.纳米材料的生态环境安全性
纳米材料对无脊椎动物的影响
尽管纳米材料毒理的问题现在还说不清楚,但专家都同 意需要对纳米科技的潜在风险及其负面影响进行专门研究 。

1.纳米材料的生物安全性
纳米材料对人体的潜在影响包括以下几个方面: 纳米材料进入人机体的概率增加 纳米材料微小,有可能
进入人体中纳米大颗粒不能达到的区域,如健康细胞,纳 米材料能够通过呼吸道、皮肤、消化道及注射等多种途径 迅速进入人体内部,其中经呼吸道是一个主要途径,并易 通过血、脑、胚胎等生物屏障分布到全身各组织之中,往 往比相同剂量、相同组分的微米级颗粒物更易导致肺部炎 症和氧化损伤。
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。
2.纳米材料的生态环境安全性
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。
纳米材料在不同介质中的溶解性对其毒性的影响也 较大,如未经有机溶剂四氢呋喃(THF)处理的C60
在淡水中的最高浓度仅为35mg·kg-1,而这一浓度并不 能使实验无脊椎动物产生半数死亡。
表面基团如重金属也可以影响纳米材料的亲水性/ 疏水性、亲脂性/疏脂性或催化特性。
2.纳米材料的生态环境安全性
纳米材料在环境中的微界面行为
2.纳米材料的生态环境安全性
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 可以稳定地存 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。
以聚集在大肠杆菌(Escherichia coli)的膜上使细胞壁凹陷 ,从而导致细胞膜渗透性改变,最终死亡。
2.纳米材料的生态环境安全性
TiO2 包被的多壁纳米碳管(MWCNTs)经紫外线照 射后对细菌内生芽孢的杀伤力明显比单独紫外线或者紫 外线照射的TiO2 要强。除杀菌作用之外,纳米TiO2包被 的中空玻璃球可以抑制蓝藻(cyanobacteria)和硅藻( diatoms)的光合作用,显示纳米材料在抑制海藻过度生 长方面的应用潜力。
纳米材料的安全问题及 对策
2020年4月30日星期四
► 近年来,由于纳米技术和纳米材料所带来的经济 效益和技术进步,国内外的研究和相关投资都极 为可观。研究领域迅速拓宽,内涵不断发展。
► 随着纳米技术的飞速发展,各种纳米材料大量涌 现,其优良特性及新奇功能使其具有广泛的应用 前景,人们接触纳米材料的机会也随之迅速增多 。
吸附(absorption)
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。
其中前5点为纳米污染物的物理化学特征,后5点 为环境生态特征,粗略概括了纳米材料的环境行为。
2.纳米材料的生态环境安全性
纳米材料的环境迁移及其影响因素
分散(disperse)和聚集(congregate)
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。
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。
1.纳米材料的生物安全性
► 如树脂状纳米物质可能会造成渗透性破坏,甚至导致细胞 膜破裂;水溶性富勒烯分子可能会进入大脑,造成黑鲈鱼 大脑损伤等。
► 目前国内外一些初步的研究表明:正常无害的微米物质一 旦细分成纳米级的超细微粒后就出现潜在毒性,且颗粒愈 小表面积活性视。
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 种环境介质,影响纳米材料环境迁移的因素
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 素等。
► 我们知道,当物质细分到纳米尺度时,纳米颗粒在理化性 质是那个发生巨大的变化,其生物学效应也出现了显著的 改变,由于体积太小、个体稳定性太强等特点,“纳米材 料可能具有一定的毒性,有可能进入人体中那些大颗粒所 不能到达的区域,如健康细胞,纳米物质可能比较容易透 过生物膜上的孔隙进入细胞内或如线粒体、内质网、溶酶 体和细胞核等细胞器内,并且和生物大分子发生结合或催 化化学反应,使生物大分子和生物膜的正常立体结构产生 改变,其结果可能将导致体内一些激素和重要酶系的活性 丧失。
起肺、心血管系统及其他组织器官的损害。
2.纳米材料的生态环境安全性
纳米材料的环境行为
一旦纳米材料进入环境,明确它 的环境行(environmental behavior) 是非常关键的问题,包括纳米材料
在环境中的迁移、纳米材料特性的 改变以及毒性作用等。目前我们对
这些方面还知之甚少,有限的资料 主要来源于纳米材料环境治理的相 关研究。
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/ 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响。
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
抑制玉米(Zea mays)、黄瓜(Cucunissativua)、大豆 (Glycine max)、甘蓝(Brassicaoleracer)和胡萝卜( Daucus carota)等5 种植物根的延长,而包被有菲(Phen )的铝纳米颗粒可以显著减小这种抑制,原因是菲的包 被破坏了纳米颗粒表面本身具有的羟自由基,从而改变 了纳米表面特性。
1.纳米材料的生物安全性
纳米材料进入细胞的概率增加
由于粒径极小,表面结合力和化学 活性显著增高。其组成虽未发生变 化,但对机体产生的生物效应的性 质和强度可能已发生改变。可能透 过生物膜上的孔隙进入细胞及细胞 器内,与细胞内生物大分子发生结 合,使生物大分子和生物膜的正常 空间结构改变。导致体内一些激素 和重要酶系活性丧失;或使遗传物 质突变,导致肿瘤发病率升高或促 进老化过程。
美国威斯康星州密尔沃基大学的Lovern 和Klaper研究了 纳米TiO2(10 ~20nm)和C60(0.72nm)对水生模式生物大型 溞(Daphnia magna)死亡的影响。
将水蚤暴露于四氢呋喃(THF)过滤和超声2 种方法制备 的各浓度纳米材料水溶液中,结果发现经THF 过滤处理的 TiO2和C60 均可导致大型溞死亡,并呈剂量反应关系。C60 在 较低浓度即显示出较高毒性,说明C60 比TiO2 毒性更强;超 声处理的各浓度纳米TiO2 和C60 对大型溞的影响明显比经THF 过滤处理的小,其中纳米TiO2 并未对水蚤产生明显毒性作用 ,而C60 虽可以引起大型溞死亡,但死亡率并不随浓度的增大 而升高,其原因可能是随着C60 浓度的增加材料的团聚也明显 增多。
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。
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