1．早已存在的、与疾病有关的纳米颗粒污染开始受到重视

    近来，大气可吸入颗粒物污染已成为大气环境污染的突出问题，并日益引起各国高度重视。从在五、六十年代伦敦和洛杉矶烟雾事件中，人们逐渐认识到气溶胶污染与死亡率、发病率的统计关系及颗粒的特性和致毒机制。上世纪90年代后期，研究已侧重于 P M2．5（≤2．5μ m）甚至超细颗粒（纳米）对环境的危害。

    调查表明，美国洛杉矶市的空气中每立方米２．５微米以下颗粒含量是２０微克，纽约１６微克，英国伦敦某些繁忙街道的含量达到３２微克,都超过了美国环保局１９９７年设置的安全上限——１５微克。发展中国家大城市的污染情况更为严重，一些发展中国家的大都市空气中，每立方米微粒含量为３００微克。每立方米空气中直径２．５微米以下的颗粒污染物的含量上升１０微克，长期肺癌死亡率就上升８％。但是，在对可吸入颗粒物对人体危害的研究中，仅仅研究纳米颗粒的质量浓度对大气污染和人体危害的影响是不够的。因为同样质量的纳米颗粒（粒径小等于100nm的颗粒）其粒子数浓度高，粒子直径小，容易进入肺部，并沉积在肺泡上，再穿透细胞，扩散到人体的其它部位，因此可能具有较高毒性。越来越多的研究表明，随纳米颗粒的粒径减小，其毒性越强。纳米颗粒不但本身含有多种有害物质，而且比表面积大、易于吸附有机分子，还是多种污染物的载体。最常见的有致癌物和基因毒性诱变物、各种细菌、病毒、霉菌类孢子等。柴油车是产生纳米颗粒污染的主要源泉之一，美国的高速公里上检测到柴油车通过时，含有致癌物的纳米颗粒浓度达到10，000粒/M3  -100，000粒/M3。

    我国的情况格外严重，如华北12个城市大气中的颗粒物平均高达860微克/立方米，为纽约的20倍，伦敦的40倍，世界卫生组织允许浓度的9.6倍。中国几乎所有城市的悬浮颗粒污染都超过了世界卫生组织的标准。我国城市大气中大量的PM2.5（纳米颗粒占有一定比例）直接或间接地来自于燃烧过程，约占33%。大城市的汽车废气排放可占空气污染总量的60%。其中，柴油车占氮氧化物的４３％，占颗粒悬浮物的８３％。除氮氧化物和颗粒污染物外，柴油车的排放物还包括碳氢化合物、微量重金属元素等。在排放的颗粒悬浮物中，纳米颗粒占有一定比例，而且表面富集微量重金属元素和有机污染物，对人体健康和生态环境危害很大。

    另外，我国是沙尘暴较严重的国家之一，近年来发生得越来越频繁，强度也在不断增大。在沙尘暴中少量的纳米颗粒可远到沿海城市，甚至到日本和韩国，成为特别需要关注的问题。

    除大气环境污染外，局部的工作环境内也存在纳米颗粒污染，如由于吸收了电焊过程中产生的含金属纳米颗粒的废气，电焊工人患帕金森怔的几率大大高于普通人人。

    由上可知，纳米颗粒污染早已在全世界广泛的存在，只不过原来人们并没有充分地认识到它的存在和危害。从上世纪90年代由于人们充分地了解到纳米颗粒与气态污染物的联合作用，最近几年，各国政府才高度重视对大气中纳米颗粒的检测、控制及消除的研究。各国政府和科学家面临的第一个问题是纳米颗粒污染对人体的危害到底有多大？它是通过何种途径进入人体并造成何种危害？面临的第二个问题是纳米颗粒污染在整个大气污染中占有多大的比重？它们是如何产生的、以何种形式存在？第三个问题是如何检测到纳米颗粒污染和如何进行治理？而这些问题随着美国政府宣布执行国家纳米技术行动计划（NNI）和全世界的纳米技术的研究高潮的到来，对纳米材料能否会产生新的污染成为人们担心的大问题。



    2．发展纳米技术对环境污染带来的新问题和不同意见

    纳米技术被认为是明天的主流技术，在15年左右，将在微电子、生物医药、环保、能源及化工等方面形成1.5万亿美元的市场。近几年来，纳米技术还被认为是一个能带来更美好生活、潜力巨大的新领域，因此各国政府和企业界纷纷投入了人力、财力来发展纳米技术。全世界实验室内科学家合成了各种各样的纳米材料，并千方百计地把这些发明创造推广的产业界。产业界也设立了实验工厂和车间，研究和开发纳米技术带来的新产品。为占领市场，美国和日本一些大企业已经计划大量生产纳米碳管和其它纳米材料。国内的企业也已开始大量制备纳米粉体，如氧化锌、氧化钛和碳酸钙等的纳米粉体。大量制备过程会带来新的污染吗？

    另一方面，目前把各种各样的纳米粉体加在一些商业化的材料中形成新产品的做法，开始渗透到传统产业的各个领域。这就使得本来只在实验室存在的纳米材料和普通百姓的生活密切联系在一起了。近年来国内外发展了与纳米颗粒有关的若干产品：有添加了氧化锌纳米颗粒的防晒剂；含纳米氧化钛颗粒的涂料、有含一种纳米材料更不易漏气的网球和耐磨的轮胎、浸泡了某种纳米材料溶液而不会起褶的裤子和领带、一种应用于电视机、计算机、数码相机的显示屏等等。这些产品可能污染环境、危害老百姓吗？再有，含纳米材料的靶向药物时或把纳米材料制成的人工器官植入人体是纳米技术的重点发展方向，人们当然担心在人体内注人含纳米材料的药物时所产生的副作用。这就使得，纳米技术的安全性格外引起了各方面的关注和争论。争论的核心是发展纳米技术是否会进一步污染环境？

    ETC是反对全球化的一个社会团体，该组织的研究报告中指出“如果我们不公开发表批评意见，政府有关部门以及那些产业界的团体就不会关注这一问题“。

    绿色和平组织委托英国帝国理工学院作了《未来的技术，今天的选择》的报告。报告归纳了近期一些科学家和环保主义者、伦理学家、社会学家对纳米技术可能危害的分析，指出纳米粒子及纳米产品可能包含科学家还未充分了解的全新污染物，由于不可生物降解，错误使用可能造成灾难。绿色和平组织发出呼吁，要求在对各种新型纳米材料对环境影响进行充分的评估之前，不要把纳米材料应用于商品。

    针对反对意见，从事纳米开发的企业人士认为，绿色和平组织的成员可能是科幻小说看多了，他们对于纳米技术负面作用的看法很可能是受科幻小说的影响。例如，在一本名为“捕食”的科幻小说中，就描写了很多能致人死命的纳米机器人。也有人认为，有关纳米技术的宣传有点过热，夸大了纳米技术的实际水平。这使人们对于纳米技术关注已经开始产生了副作用，好像纳米技术会很快地研究开发出“纳米机器跳蚤“、各种人工器官和药物，并大量使用而不计后果。还有某些商人混水摸鱼，给风马牛不相及的产品扣上纳米帽子，并任意夸大纳米材料的功能，造成极大的混乱。

    3．我国安全地发展纳米技术的正确途径

    纳米技术本身是多学科交叉的高技术，它将在信息、生物医药、能源环境、食品健康和航空与航天等各个技术领域产生极大的影响。发展纳米技术需要大量地、长期地稳定投入，而且具有很大的科学和技术风险。但是，纳米技术具有入门容易、做好难的特点，所以要防止在没有进行环境和安全性评估的情况下，盲目地、“土法”上一些小企业，以免造成生产了大量的、低质量的纳米粉体，而无法使用的被动局面。这些大量的、低质量的纳米粉一旦流入社会，将造成新的污染源。要加强纳米材料的生产过程中的安全防护，保证工人不吸入纳米颗粒而影响健康。实际上在足够好的防护条件下，完全可作到环境安全的要求，如美国国家生产现场安全防护研究所的工程师们已经到美国碳纳米材料公司视察过，由于好的防护条件及纳米碳管结成团块，所以不会被工人吸入。我国必须避免在没有进行足够的环境影响评估时，企业就在利益驱动下开发某些纳米材料，并进行商品化。

    第二个措施是，发展纳米技术的研究工作应相对地集中在有条件的高校和研究所，防止低水平的重复工作和减少实验室污染扩散到社会去的机会。第三，必须发展纳米技术来检测原已存在的和新产生的纳米颗粒污染，并进行治理。如目前的细颗粒污染控制技术中，静电除尘器对纳米飞灰的捕集率较低，约有1%的飞灰进入大气，这部分飞灰以粒径小于微米甚的纳米颗粒为主，表面富集微量重金属元素和有机污染物，对人体健康和生态环境危害很大。发展治理环境污染的纳米技术不但发展纳米技术本身所必须的，而且对治理现有的汽车废气、燃烧废气中的纳米颗粒污染唯一有效的方法。第四，更有效地利用纳米技术，降低化工过程的能耗，研制成无污染、无毒害的纳米绿色复合材料和环保技术，充分发挥纳米材料抗菌、降解有机污染物、除臭、自净化的功能治理水污染或大气污染。第五，建立有关环保以及劳动保护的法规，目前有关的法规都不适用于纳米材料。由于纳米材料具有一些不寻常的特性，我国应考虑制定一些针对纳米技术研究的法规。

    我国在科技部指导下，成立了国家纳米技术指导与协调委员会，并提出了“国家纳米技术发展纲要”。在纲要中，明确地提出国家应组织有关单位对纳米技术的安全性进行研究。正在筹建中的国家纳米科学中心根据国家发改委的边建设边运行的精神，已整合中国科学院、北京大学和清华大学的有关实验室，集中力量对纳米技术的安全性进行研究，建议科技部和自然科学基金委给予支持。

    总而言之，纳米技术安全性的问题是全球性的问题，它的健康发展将会对已被破坏的环境进行有效地治理。对发展中国家，如果在发展纳米技术的过程中忽略了纳米技术安全性问题，没有严格的管理制度，长期下去也许会产生一些灾难性的后果。

    因此，加强我国对纳米技术安全性问题的研究已是刻不容缓。（国家纳米科学中心 解思深院士）