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浅谈纳米材料对人类健康威胁-冷眼看纳米科技
2015年03月11日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:5179
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       从20世纪90年代纳米技术的出现之日起,商家对纳米科技的炒作,就从未停息过。好像商品和纳米材料,纳米技术拉上关系,马上就高大上起来,价值马上就体现出来,价格就可以催得很高。纳米材料被迅速推向了神坛,变成了一个完美的高科技材料。事实上,纳米材料不合理的应用,是有可能对人们的健康带来一些危害,商家们却避而不谈,粉体圈这就冷眼看纳米科技的另一面,浅谈纳米材料对人类健康的危害。


       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。 


      科学家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。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。  


       纳米材料可通过三种途径进入人体,1、通过呼吸系统;2、通过皮肤接触;3、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。


      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。现在我们已经知道,石棉的毒性与它的纤维直径(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。当然吸入的危险性还与吸收的剂量相关,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。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。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。


       当然,我们也没有必要过度焦虑。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。化妆品和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。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。总之,纳米材料的安全性问题已经得到关注,只要在日常生产和使用过程注重健康安全规范,我们的健康是能够得到充分保障的。

(粉体圈 作者:梧桐)

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