纳米科技也是一把“双刃剑”

 

在我们的日常生活中，纳米技术会给人们带来意想不到的惊喜。利用纳米（nm）涂层，冰箱可以抗菌，可制成无菌餐具，可制成自清洁玻璃和瓷砖而不用擦洗。用纳米技术制成微型药物输送器，可准确抵达病灶部位，减轻药物的不良反应。

纳米材料由小于100纳米（nm）的超精细颗粒构成，尺寸独特，功能超乎想象。可纳米科技也是一把“双刃剑”，在给生活带来便利的同时，也有潜在的风险。

纳米材料的环境生态风险

研究人员利用线虫模式生物研究发现，进入到环境中的纳米材料可以沿食物链传递，在高一级生物体内累积并表现出毒性效应。它不仅对亲代造成伤害，而且对后代也有损伤。此外，纳米材料进入环境后，也会发生物理、化学和生物转化，从而使物理化学性质发生改变，最终影响纳米材料毒性。

研究发现，环境中的离子强度可以刻释纳米银，使其释放出更小的纳米颗粒。这种小粒径的纳米银相对于原始的纳米银具有更强的毒性。水环境中的酸碱度，天然有机质富里酸也都有类似的效应。

“老化”是纳米材料释放到环境中的另一个主要变化。纳米氧化锌在水环境的老化过程中会发生形态结构变化以及物质成分转变，并在颗粒周围出现薄片物质。研究团队用最新技术分析了纳米氧化锌在水环境中发生的物理化学转变，从而发现转变新生成的物质主要含有碱式碳酸锌和氢氧化锌。

与此同时，研究还发现了水环境老化过程影响纳米氧化锌对小球藻的毒性。科研人员说，老化氧化锌对小球藻毒性变低，是由于纳米氧化锌在水环境老化过程中发生了理化转变，逐步生成低毒性的碱式碳酸锌和氢氧化锌，进而降低了对小球藻的毒性。

利用哺乳动物细胞模型研究还发现，纳米氧化锌的细胞毒性会随老化减弱，但令人吃惊的是其致突性却显著增强。研究表明，纳米氧化锌随老化时间延长发生的理化性质转变，在其诱导哺乳动物细胞毒性效应中起着重要作用。

纳米材料与污染物结合能产生复合毒性

由于纳米材料较高的比表面积和独特的表面化学性质，它进入环境后，能与广泛存在的多种有毒污染物产生复合毒性，尤其在水环境中表现突出。水比土壤和大气的交互作用更为活跃，当人工纳米材料进入水中，更容易产生团聚状态的改变，以及发生迁移和化学/生物的转化。也就是说，纳米材料与有毒污染物作用的机会更多。吴李君研究员说：“纳米材料与污染物间的复合效应不仅会影响污染物的环境行为和毒性效应，对纳米材料自身的理化特性和生物效应也会产生显著影响。”

研究人员还举出他们的另一个研究实例，氧化石墨烯可以降低有机污染物多氯联苯（PCB52）的细胞毒性及遗传毒性，起到细胞自我防御的作用。但是，氧化石墨烯也对重金属砷具有较强吸附和富集作用。另一种产量更高的二氧化钛，也对砷具有很强的吸附和富集作用，而低浓度二氧化钛会显著增加砷的毒性。这些研究都为纳米材料潜在的生态风险评价提供了新的参考依据。