纳米材料对环境和健康的潜在危害

随着越来越多的纳米商品材料在生产和生活中的应用，纳米材料的环境安全问题逐渐引起关注，纳米科技和纳米材料的潜在风险及其负面影响已成为专家共识。文章综述了纳米材料对环境和生命健康带来的可能危害及其毒性特性，并认为深入研究纳米材料的环境安全问题将有助于建立正确生产，使用和处理纳米材料的科学规范。     

人工合成纳米TiO_2和MWCNTs对玉米生长及其抗氧化系统的影响

通过营养液培养试验,研究了纳米金红石相TiO2和多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)2种人工合成纳米材料悬浮液对玉米幼苗生物量、根系形态、抗氧化酶活性和脂质过氧化的影响.结果表明,在纳米材料悬浮液培养9d后,纳米金红石相TiO2对玉米生长有显著抑制作用(p0.05),50、100、200 mg/L浓度处理的植株根系干物质量分别比对照低40.31%、48.06%、62.02%;而MWCNTs对植物生长的抑制不明显.在2种纳米材料处理下,植物组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化物酶(POD)活性均显著升高(p0.05).纳米金红石相TiO2处理使玉米植株体内脂质过氧化产物MDA含量增多,而MWCNTs处理下MDA含量减少但无显著性变化.说明纳米金红石相TiO2的植物毒性比MWCNTs大,2种纳米材料都能引起植株产生氧化应激,仅纳米TiO2造成氧化损伤,这可能与2种纳米材料的化学组成和形状不同有关.     

纳米材料对环境中微生物活性的影响研究

研究纳米材料对环境中微生物细胞活性的影响可为纳米材料的生物安全性评价提供一定的理论基础.以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试生物,采用电导率仪测定细菌培养液电导率变化,分别研究了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe3O4、纳米SiO2、纳米二氧化钛载银、纳米磷酸锆载银、纳米棕色银对细菌细胞膜通透性的影响.结果表明,纳米材料对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌细胞活性影响更大;同种纳米材料,粒径越小,对细菌的细胞活性影响越强;对细菌细胞活性影响最大的是纳米棕色银,对细菌细胞活性影响最小的是纳米SiO2和Fe3O4.     

典型工程纳米材料对微藻的毒性效应研究进展

近年来,随着纳米技术的快速发展,工程纳米材料由于其良好的物理化学特性而广泛应用于各行各业。然而,在生产、使用和丢弃含有工程纳米材料产品的过程中不可避免地导致纳米材料释放到水环境中。工程纳米材料已在世界多地的水环境中被检测到,给水生态系统和人体健康带来潜在风险。由于水环境的复杂性,工程纳米材料在水体中的环境行为、毒性效应等生态风险还未得到充分的研究。本文以微藻为模型生物,总结了典型工程纳米材料,包括纳米金属、纳米氧化物、碳纳米材料以及量子点的毒性效应。探讨了工程纳米材料在水中的环境行为以及与其它污染物的复合毒性效应,讨论了工程纳米材料自身理化性质和环境因素对其毒性的影响。从生理指标和组学指标出发分析了工程纳米材料对微藻的毒性机制,并展望了工程纳米材料毒性研究的发展方向,以期为工程纳米材料的毒性评价提供一定的理论依据,促进纳米材料的绿色发展。     

关于我国纳米生物效应与安全性研究的思考

我国纳米生物效应与安全性研究现状 进入21世纪,我国开始高度关注纳米生物效应与安全性的研究。2001年11月,中科院高能物理所完成了“关于纳米尺度物质生物毒性的研究报告”。2005年4月,首批《纳米材料技术标准》正式实施,成为促进纳米技术进一步安全发展的关键。2006年6月22日,中国科学院高能物理所正式建立“纳米生物效应与安全性联合实验室”,开展纳米材料的生物负效应以及纳米生物负效应的反向应用研究,     

植物对纳米颗粒的吸收、转运及毒性效应

随着工程纳米颗粒的广泛使用,这些纳米材料不可避免地进入环境,对环境造成未知影响.植物是高等生物暴露于纳米颗粒的一条主要途径,工程纳米颗粒可能通过食物链使其在高营养水平生物中积累.植物与纳米颗粒间的相互作用应该受到关注和重视.已有的文献表明纳米颗粒能被植物选择性地吸收并引起植物毒性,但纳米颗粒进入植物体内的机制仍不明确.多数关于植物吸收纳米颗粒的研究是在理想条件如水培实验下开展,并且集中在植物的种子发芽或是幼苗生长阶段.描述纳米颗粒在植物体内的生物转化和在植物体内分配的报道较少,而且这方面的机制没有阐述清楚.目前有许多研究者关注纳米颗粒的植物毒性效应,但这方面的研究需要进一步深入.     

纳米氧化物对斑马鱼胚胎孵化率的影响

为评价纳米氧化物的水生态毒理效应,以模式生物斑马鱼胚胎为研究对象,观察了纳米ZnO、纳米TiO2、纳米Fe2O3、纳米Fe3O4和纳米SiO2对其96h孵化率的影响.结果表明,纳米氧化物毒性与其成分有很大关系.纳米ZnO对斑马鱼胚胎孵化抑制作用明显,毒性较大,且其毒性与浓度之间存在一定的剂量-效应关系;在低浓度时,纳米ZnO抑制胚胎孵化的效应较等浓度Zn2+强,说明纳米ZnO特殊理化性质发挥了一定作用.纳米Fe2O3在低浓度下不影响胚胎孵化率,而在高浓度下抑制胚胎孵化.纳米TiO2、纳米Fe3O4、和纳米SiO2对斑马鱼胚胎96h孵化率没有明显影响.     

3种金属氧化物纳米材料在不同土壤中运移行为研究

采用实验室柱淋溶方法,考察了纳米CeO2、纳米TiO2和纳米Al2O3材料在不同土壤中的运移行为,分析了纳米材料在土壤中运移能力与土壤性质的相关性,并采用胶体运移动力学模型估算了纳米材料在土壤中的最远运移距离.结果表明,纳米CeO2和纳米TiO2在试验的大部分土壤中有很强的运移能力,而纳米Al2O3仅在试验的酸性土壤中有较强的运移能力,在其他土壤中几乎被全部截留.纳米材料在土壤中运移的机制非常复杂,静电作用、土壤表面电荷异质性、团聚作用、张力作用(straining)以及过滤熟化作用(ripening)均对纳米材料的运移有着重要的影响.纳米CeO2的运移能力与土壤Zeta电位显著负相关;纳米TiO2的运移能力与土壤黏粒含量显著负相关,与土柱渗透系数显著正相关;纳米Al2O3的运移能力与土壤pH显著负相关,与土柱渗透系数显著正相关.模型估算的纳米CeO2、纳米TiO2和纳米Al2O3在试验土壤中的最远运移距离分别为52~69 043、31~332和<10~5 722 cm.纳米材料在一些土壤中的最远运移距离远远大于30 cm表层土壤的深度,意味着纳米材料在这些土壤中有向深层土壤运移的可能.     

纳米TiO2的健康风险与环境毒性研究进展

纳米TiO2因其特殊的理化特性以及低廉生产成本,被广泛地应用于造纸、化妆品、纺织、农业生产和环境保护等行业.随着nTiO2被广泛使用和大量排放,其健康风险和生态毒理效应逐渐引起人们的关注.本论文综述了近些年的研究进展,探讨了nTiO2的健康风险和生态毒理效应,总结了nTiO2的生物毒性机制,呼吁加强相关研究和环境保护,为nTiO2的安全使用做出贡献.     

纳米材料的电化学制备及其应用

电化学法制备纳米材料是目前纳米材料研究领域的热点之一.论述了电化学法制备纳米材料所具有的优势,着重列举了电化学法制备纳米材料阳极氧化铝、TiO2纳米管和纳米ZnO及其应用,最后,对电化学法制备纳米材料在催化领域的应用前景进行了展望.     

纳米氧化物对藻类致毒性研究进展

纳米技术的迅猛发展及纳米氧化物在化学产品、电子工业、结构材料、农业及制药等领域大量生产和广泛应用,人们开始关注纳米氧化物进入环境带来的潜在风险。本文综述了纳米氧化物对藻类毒性试验所取得的研究成果(包括毒性效应、生理毒性、致毒机理等),以及纳米氧化物在水体中与其他物质发生复合后产生的联合毒性,展望了纳米氧化物毒性效应的研究方向。     

纳米TiO_2纤维的制备及其光催化降解甲醛研究

以胶原纤维为模板制备纳米TiO2纤维用于光助催化降解甲醛气体,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸附-脱附技术对纳米TiO2纤维进行了表征。结果表明,纳米TiO2纤维的比表面积为11.33 m2/g,晶型为锐钛矿型。在相同催化反应条件下纳米TiO2纤维对甲醛气体的催化降解率与商品纳米TiO(2Degussa P25)催化剂相当。纳米TiO2纤维的用量、甲醛气体初始浓度是影响催化效果的两个因素。当甲醛气体初始浓度为0.270 mg/m3,相对湿度为38%,气体流速0.1 L/min,纳米TiO2纤维用量为1.0 g时,甲醛的降解率达到96%。因此,纳米TiO2纤维可用于室内甲醛气体的催化降解。     

碳纳米管负载TiO2对1,2,4-三氯苯的光降解研究

碳纳米管负载TiO2复合光催化剂与纳米TiO2光催化剂对1,2,4-三氯苯的光催化降解效果,及降解动力学的研究结果表明,复合光催化剂比纳米TiO2有更好的光催化降解效果,经254 nm紫外光辐照60 min后,使用复合光催化剂的1,2,4-三氯苯降解了70%,而使用纳米TiO2为催化剂的1,2,4-三氯苯仅降解了51%...     

纳米TiO_2/Nafion修饰金电极溶出伏安法测量痕量铜

利用纳米二氧化钛(nano-TiO2)的结构特性,采用滴涂法制备了一种nano-TiO2/Nafion修饰金电极,采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铜的检测。详细研究了Cu2+在nano-TiO2/Nafion修饰金电极上的电化学响应行为,并讨论了nano-TiO2/Nafion膜的厚度、溶液pH值、富集电位、富集时间等对Cu2+溶出峰电流的影响。实验结果表明:在pH=2.0硝酸溶液中,-0.5 V恒电位搅拌富集240 s,静置10 s后阳极化扫描,Cu2+在0.25 V左右出现阳极溶出峰。相比于裸金电极,该峰电流大大提高,表明nano-TiO2对Cu2+的溶出具有一定的增敏作用。在最优化实验条件下,10~900 nmol/L范围内,Cu2+的溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系,检出限可达3.2 nmol/L。该修饰电极具有一定的抗干扰能力,将其应用于国标样品和实际自来水样中Cu2+的检测,结果令人满意。     

A review of assessments conducted on bio-ethanol as a transportation fuel from a net energy,greenhouse gas,and environmental life cycle perspective

Interest in producing ethanol from biomass in an attempt to make transportation ecologically sustainable continues to grow. In recent years, a large number of assessments have been conducted to assess the environmental merit of biofuels. Two detailed reviews present contrasting results: one is generally unfavourable, whilst the other is more favourable towards fuel bio-ethanol. However, most work that has been done so far, to assess the conversion of specific feedstocks to biofuels, specifically bio-ethanol, has not gone beyond energy and carbon assessments. This study draws on 47 published assessments that compare bio-ethanol systems to conventional fuel on a life cycle basis, or using life cycle assessment (LCA). A majority of these assessments focused on net energy and greenhouse gases, and despite differing assumptions and system boundaries, the following general lessons emerge: (i) make ethanol from sugar crops, in tropical countries, but approach expansion of agricultural land usage with extreme caution; (ii) consider hydrolysing and fermenting lignocellulosic residues to ethanol; and (iii) the LCA results on grasses as feedstock are insufficient to draw conclusions. It appears that technology choices in process residue handling and in fuel combustion are key, whilst site-specific environmental management tools should best handle biodiversity issues. Seven of the reviewed studies evaluated a wider range of environmental impacts, including resource depletion, global warming, ozone depletion, acidification, eutrophication, human and ecological health, smog formation, etc., but came up with divergent conclusions, possibly due to different approaches in scoping. These LCAs typically report that bio-ethanol results in reductions in resource use and global warming; however, impacts on acidification, human toxicity and ecological toxicity, occurring mainly during the growing and processing of biomass, were more often unfavourable than favourable. It is in this area that further work is needed.     

硝基苯废水治理的最新研究进展

硝基苯类化合物的高毒性、难降解性及其在环境中的积累性,使得硝基苯污染治理越来越受到科研工作者的关注.近几年国内外硝基苯废水治理的研究主要包括物化法、生物法两大类.深入探讨每种技术的基本原理和存在的问题,对硝基苯类废水的处理难点和关键技术以及今后的研究方向进行了分析探讨,发现目前尚未出现具有显著经济和环境优势的技术,同时还指出硝基苯废水处理技术近期的进展可能取决于将现有处理技术综合应用.     

纳米二氧化钛光催化剂的研制

采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯为钛源、无水乙醇为溶剂、冰醋酸为抑制剂来制备纳米TiO2光催化剂,通过光催化降解甲基橙水溶液评价体系,根据需要改变实验所用的原料、制备方法和工艺过程,考察蒸馏水、冰醋酸、无水乙醇各因素量对制备的纳米TiO2催化活性的影响。结果表明当V(钛酸四丁酯):V(冰醋酸):V(蒸馏水):V(无水乙醇)=2:1.2:8:36,脱出率可达到95%以上,为实验条件下纳米Tio2的最佳制备工艺条件。     

纳米TiO_2在环境应用方面的研究进展

纳米TiO2具有很强的光催化活性,在环境保护领域有广阔的应用前景。文章综述了纳米TiO2的制备方法和纳米TiO2改性的研究进展以及在环境保护中的应用,并提出今后的研究方向。     

纳米TiO2-PAC复合絮凝剂的制备及絮凝效果研究

将溶胶-凝胶法制备的TiO2粉体与缓慢加碱法制得的PAC通过超声反应聚合制得纳米TiO2-PAC复合絮凝剂。通过絮凝实验表明：TiO2-PAC无论是在去除悬浮物,还是在降低CODG和色度方面,均优于普通PAC和AlCl30絮凝过程是纳米TiO2的强吸附作用和PAC的吸附电中和、吸附架桥和沉淀网捕作用共同作用的结果。