霧天呼吸道病人增加———都是納米惹的禍?
去年12月1日,一連3天的濃霧籠罩著北京。
除了氣象部門、交通部門外,另有一群人也在密切地關(guān)注著這場(chǎng)大霧,他們就是進(jìn)行納米技術(shù)安全性研究的科學(xué)家,中科院高能物理所的趙宇亮研究員是其中之一。云開霧散的12月5日,在他的辦公室里,一份登載著“霧天呼吸道急診病人增加兩成”報(bào)道的《北京日?qǐng)?bào)》赫然擺放在顯著的位置,他拿起報(bào)紙對(duì)記者說(shuō):“這都是納米顆粒惹的禍!”
主題為“納米尺度物質(zhì)的生物效應(yīng)(納米安全性)”第243次香山科學(xué)會(huì)議正是在這場(chǎng)大霧中召開。而這次會(huì)議的主題報(bào)告,是由一份與大氣顆粒物有關(guān)的長(zhǎng)期流行病學(xué)研究結(jié)果引出的。
通過(guò)對(duì)20多年來(lái)對(duì)歐美30多個(gè)城市的流行病學(xué)數(shù)據(jù)和空氣中顆粒污染物的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),人群的發(fā)病率和死亡率與環(huán)境空氣中大氣顆粒物濃度和顆粒物尺寸密切相關(guān),粒徑越小,危害越大,導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率顯著增高,所引起的疾病主要是心血管疾病和肺部疾病。
“特氟龍”塑料危害健康———納米顆粒難逃干系?
在2003年美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上,有三個(gè)研究小組發(fā)表了納米材料具有特殊毒性的報(bào)告。美國(guó)宇航局太空中心的研究小組向小鼠的肺部噴含有碳納米管的溶液,發(fā)現(xiàn)碳納米管會(huì)進(jìn)入小鼠肺泡,并形成肉芽瘤。杜邦公司的一個(gè)研究小組也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。
紐約羅切斯特大學(xué)的研究者讓大鼠在含有粒徑為20納米的聚四氟乙烯(“特氟龍”塑料)顆粒的空氣中待15分鐘,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)鼠在隨后4小時(shí)內(nèi)死亡,而另一組大鼠暴露在含直徑為120納米顆粒的空氣中,則安然無(wú)恙。在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,該研究小組還發(fā)現(xiàn)納米顆粒能夠進(jìn)入大鼠的嗅球,并遷移到大腦。
2003年4月以來(lái),《Nature》、《Science》雜志已先后四次發(fā)表編者文章,美國(guó)化學(xué)會(huì)《EnvironmentalScience&Technology》以及歐洲許多雜志也紛紛發(fā)表編者文章,與各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家們探討納米材料與納米技術(shù)的生物環(huán)境安全性問(wèn)題,即納米顆粒對(duì)人體健康、生存環(huán)境和社會(huì)安全等方面是否存在潛在的負(fù)面影響。
不了解才會(huì)恐懼———對(duì)話納米安全
納米顆粒可能容易侵入人體和其他物種的自然防御系統(tǒng)
記者:納米技術(shù)是否對(duì)健康產(chǎn)生危害?
趙宇亮:從納米顆粒大小與較大蛋白質(zhì)的尺寸相當(dāng)這一事實(shí),我們很容易想到,納米顆?赡苋菀浊秩肴梭w和其他物種的自然防御系統(tǒng),進(jìn)入細(xì)胞并影響細(xì)胞的功能。
記者:納米材料進(jìn)入人體后,會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響?
趙宇亮:人造納米材料進(jìn)入生命體后,是否會(huì)導(dǎo)致特殊的生物效應(yīng)?這些效應(yīng)對(duì)生命過(guò)程和人體健康是有益或是有害?納米量級(jí)的顆粒,是否會(huì)穿越腦屏障進(jìn)入大腦而影響大腦功能?目前,這還是一個(gè)未知的領(lǐng)域,這些問(wèn)題我們都無(wú)法回答。因此,WHO最近呼吁要優(yōu)先研究超細(xì)顆粒物,尤其是納米尺度顆粒物的生物機(jī)制。
當(dāng)前,有些商家只是炒作納米概念,除了工業(yè)化生產(chǎn)的納米粉體之外,真正的納米產(chǎn)品還不多
記者:現(xiàn)在有的新款手機(jī)宣稱使用的是納米涂料,會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題嗎?
趙宇亮:手機(jī)涂層中的納米顆粒處于束縛狀態(tài),它與自由狀態(tài)的顆粒物不同,性質(zhì)更接近常規(guī)物質(zhì)。當(dāng)然,涂層中的納米顆粒可能會(huì)不斷脫落,包括現(xiàn)在使用的各種納米涂料,都可能會(huì)脫落,只要脫落速度慢,劑量小,就不用擔(dān)心。但這方面的研究確實(shí)非常少,不同條件下釋放納米顆粒的速度和劑量到底是多少,需要加緊研究。
記者:“納米洗衣機(jī)”、“納米涂料”、“納米化妝品”……這么多的納米產(chǎn)品是不是意味著納米技術(shù)已經(jīng)很成熟了?
趙宇亮:未必如此,由于加工技術(shù)上的原因,納米技術(shù)的真正威力,目前尚未得到發(fā)揮。當(dāng)前,有些商家只是炒作納米概念,除了工業(yè)化生產(chǎn)的納米粉體之外,真正的納米產(chǎn)品還不多。
目前,全世界都還沒(méi)有納米產(chǎn)品的質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)
記者:我們身邊的納米產(chǎn)品安全性到底怎么樣?
趙宇亮:一些進(jìn)口化妝品中肯定含有納米顆粒,比如有的防曬霜中用了二氧化鈦顆粒,口紅中使用了氧化鐵顆粒,其中的納米顆粒是否對(duì)人體造成傷害,尚未有報(bào)道。
記者:對(duì)于納米顆粒的安全性,有沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?
趙宇亮:歐共體已出臺(tái)規(guī)定,要求口紅中使用的納米顆粒必須大于100納米以上。但還沒(méi)有證據(jù)證明,小于100納米便一定有害。
目前,全世界都還沒(méi)有納米產(chǎn)品的質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)國(guó)家納米中心的一批專家已經(jīng)開始了制定納米產(chǎn)品的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的工作。
記者:我們的納米安全性研究是針對(duì)哪一方面的?
趙宇亮:納米尺度物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)一些與常規(guī)尺度物質(zhì)不一樣的特殊物理化學(xué)性質(zhì)。因此,根據(jù)常規(guī)物質(zhì)研究所得到的毒理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與安全性評(píng)價(jià)結(jié)果,可能不適用于納米物質(zhì)。很多納米結(jié)構(gòu)的分子和分子集合體具有自我組裝的能力,這些人工納米分子進(jìn)入人體后,是否會(huì)干擾或破壞生命過(guò)程本來(lái)的分子組裝過(guò)程的正常進(jìn)行。在這些方面,正是我們要加強(qiáng)研究的。
通過(guò)化學(xué)修飾,納米毒性的消除率高達(dá)1000萬(wàn)倍
記者:2004年7月底,英國(guó)的專家提出:在確認(rèn)是否安全之前,所有的納米顆粒都應(yīng)被當(dāng)做危險(xiǎn)品對(duì)待。危險(xiǎn)品!如此令人心驚的提法,我們還應(yīng)繼續(xù)發(fā)展納米技術(shù)嗎?
趙宇亮:納米技術(shù)的發(fā)展不會(huì)因人的意志而停滯不前的。因此我們要做的就是同步地進(jìn)行安全性研究,促進(jìn)其健康發(fā)展。當(dāng)然,在這兒危險(xiǎn)品是一個(gè)廣義的概念。所有化學(xué)物質(zhì),如果使用不當(dāng)都是廣義的危險(xiǎn)品。
記者:是否有辦法消除納米技術(shù)可能帶來(lái)的危害?
趙宇亮:目前,我們的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的16種納米粉體做了急性毒性實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn),有些納米顆粒的粒徑越小,毒性越大。不過(guò),我們發(fā)現(xiàn),即使同一種納米材料,只要稍微進(jìn)行一下化學(xué)修飾,其毒性會(huì)發(fā)生很大改變,所以,我們也在研究消除這些負(fù)面效應(yīng)的方法。
在最新出版的《納米通信》雜志上,美國(guó)Rice大學(xué)報(bào)道了消除納米材料毒性的第一例研究結(jié)果,通過(guò)化學(xué)修飾,納米毒性的消除率高達(dá)1000萬(wàn)倍,效果很好。
不了解才會(huì)恐懼,隨著認(rèn)識(shí)的增加,納米科學(xué)會(huì)是一個(gè)更加安全的技術(shù)
記者:這么說(shuō),通過(guò)安全性的研究,就可以消除納米技術(shù)這把雙刃劍的危害?
趙宇亮:通過(guò)對(duì)納米技術(shù)安全性的研究,不僅會(huì)為納米技術(shù)產(chǎn)品的安全應(yīng)用提供指導(dǎo),消除由于不知道是否安全而導(dǎo)致的恐慌,還會(huì)幫助減少已存在我們生活中的納米物質(zhì)造成的污染,造福人類。
不了解才會(huì)恐懼,現(xiàn)在我們已經(jīng)開始起步研究其安全性了,隨著認(rèn)識(shí)的增加,納米科學(xué)會(huì)是一個(gè)更加安全的技術(shù)。
■新聞緣起
近期一份與大氣顆粒物有關(guān)的長(zhǎng)期流行病學(xué)研究結(jié)果引起關(guān)注,該報(bào)告通過(guò)對(duì)二十多年來(lái)對(duì)歐美三十多個(gè)城市的流行病學(xué)數(shù)據(jù)和空氣中顆粒污染物的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),人群的發(fā)病率和死亡率與環(huán)境空氣中大氣顆粒物濃度和顆粒物尺寸密切相關(guān)———空氣中一些納米尺度的顆粒成為人們心肺疾病誘因。
現(xiàn)在,納米技術(shù)在人們的生活中越來(lái)越常見了,在一些人眼中,“納米”儼然成了高科技的代名詞。在納米“滿天飛”的今天,“納米安全”的問(wèn)題已經(jīng)引起了科學(xué)家的關(guān)注,頻頻見諸報(bào)端的“納米是否有害健康”的報(bào)道更加值得思考。