以納米技術與環(huán)境安全為主題的第314次香山科學會議11月27日在北京舉行。充分認識納米技術的發(fā)展給環(huán)境帶來的機遇和挑戰(zhàn)，明確和預防納米技術應用過程中可能存在的環(huán)境風險成為與會科學家關注的焦點。
新技術同樣存在風險
納米科技是21世紀的主流技術之一，目前人造納米材料已經廣泛應用到醫(yī)藥工業(yè)、染料、涂料、食品、化妝品、環(huán)境污染治理等傳統(tǒng)或新興產業(yè)中，人們在研究、生產、生活中接觸到納米材料的機會越來越多；同時，環(huán)境中也存在大量天然的和工業(yè)生產所帶來的納米尺度物質，如柴油車尾氣、工廠煙囪排出的廢氣，垃圾焚燒、沙塵暴等也含有大量的納米顆粒。中國科學院固體物理研究所研究員張立德在題為《環(huán)境納米科技研究的新動向和機遇》的主題評述報告中說，以前評價一項技術對社會的貢獻主要根據其創(chuàng)造的財富，但今天必須增加環(huán)境安全風險的評價，新興的納米技術同樣也應如此。
1938年滴滴涕的發(fā)明曾經給農業(yè)殺蟲、除草和家庭消滅蚊蠅、寄生蟲等作出了巨大貢獻，并因此獲得1948年諾貝爾獎。但這一新技術卻對環(huán)境安全產生了重大影響，殘留的多氯聯(lián)苯等有機物至今仍難以根除，對全球生態(tài)的影響還在延續(xù)。從20世紀60年代起，國際有關組織作出決定全面禁止使用滴滴涕和六六六，也正是從環(huán)境安全的角度，科學界給這項曾經對人類社會經濟作出貢獻的科學技術發(fā)明宣判了“死刑”。
北京大學化學與分子工程學院劉元方院士說，隨著納米科技的迅猛發(fā)展，各種性能優(yōu)異的納米材料已經從實驗室走出來，成為觸手可及的商品，但除了產品功能，這些新型材料對生態(tài)環(huán)境的影響遠遠沒有被我們了解。
張立德說，過去20年人們對納米材料正面效應的研究取得了豐碩成果，但對納米材料可能存在的負面效應一直未作重點研究，對納米材料向各個領域滲透可能產生的環(huán)境風險缺乏足夠的認識。從2004年開始，研究人員開始關注納米材料可能產生的毒副作用，并不斷有各種研究報告問世。當前，我們對納米材料的認知必須有一個轉折，納米材料正面效應和負面效應是相互依賴和相互制約的兩個方面，在研究中處于同等重要的地位，研究納米材料的負面效應是全面認識納米材料科學內涵不可或缺的重要方面。
基本處于空白狀態(tài)
會議執(zhí)行主席、中科院物理研究所解思深院士說，日益突出的環(huán)境問題正在引起各國政府和民眾的高度重視，但環(huán)境問題又往往十分復雜。納米技術的發(fā)展給環(huán)境帶來一系列新挑戰(zhàn)，需要用嚴謹的科學研究去分析和回答。
中科院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質學國家重點實驗室湯鴻霄院士指出，大量研究文獻表明，納米材料的潛在風險是確實存在的，需要密切關注，但在效應實證、方法規(guī)范、控制體制等諸多方面都處于初期階段，趕不上納米技術生產和應用本身的迅速進展。
與會專家認為，目前需要解決的問題是，原來沒有毒性的化學物質到了納米尺度后是否對環(huán)境安全帶來新的風險。目前有關尺度、形貌對毒性的影響，納米材料與其他物質相互作用，外界環(huán)境如溫場、光場、pH值對暴露在環(huán)境中的納米粒子可能帶來的安全風險等方面的研究甚少，基本處于空白狀態(tài)。因此，需要著手建立納米尺度有毒化學物質的數據庫，進一步明確劃分納米尺度有毒化學物質的范圍，以利于重點防范這些物質在生產和應用過程中對環(huán)境安全造成的危害。
同時，在納米改性升級產品中，對納米材料存在引起環(huán)境安全風險的研究，也才剛剛引起人們的注意。其中最值得注意的是化工產品，如農藥、化肥、殺蟲劑，因為這些產品與農業(yè)關系密切。納米材料改性后產品功能升級，提高了使用效率，但是無機納米粒子和有機修飾的納米粒子，以及納米尺度的有機金屬離子的絡合物卻直接暴露在空氣、水和土壤中，它們給環(huán)境安全帶來的潛在風險應引起高度重視。
會議執(zhí)行主席、中國環(huán)境監(jiān)測總站魏復盛院士指出，對待事物都要一分為二，納米材料對環(huán)境的影響同樣如此，不能簡單地說這個納米材料有毒，那個納米材料無毒，關鍵是要拿出有說服力的科學依據。應當看到，納米材料是否會對環(huán)境造成影響，需要進行長期觀察和研究，不是一天兩天就能搞清楚的。
負面效應可以避免
張立德說，納米材料的負面效應是可以避免的，也是可以克服的。環(huán)境安全是發(fā)展納米科技的驅動力之一。在應用納米材料時，要注意可能產生納米負面效應的尺度范圍，不是尺度越小越好。如果一定要利用小尺度的納米材料，必須做表面處理，避免在生物體內應用產生毒副作用。發(fā)展納米技術就是要抑制和控制納米材料的負面效應，發(fā)揮納米材料的正面效應，使納米產品更加安全穩(wěn)定。有專家指出，納米材料的生物毒性效應表明，材料本身的物理化學性質仍是毒性大小的首要因素；同時，在不改變納米材料功能性質的前提下，通過表面物理與化學修飾還可大幅度消除某些納米材料的負面效應。因此，片面強調納米材料存在環(huán)境安全問題是不客觀的。
魏復盛院士認為，解決納米技術與環(huán)境安全問題需要納米材料制造專家、環(huán)境治理與使用納米材料的專家、流行病學專家、醫(yī)學和衛(wèi)生學專家以及從事毒理毒性研究的專家共同努力，應集中人力、財力、物力選擇1～2個應用最為廣泛、最有市場前景的納米材料進行綜合的、跨學科的研究。
與會專家認為，環(huán)境安全是涉及到納米技術、化學和物理等的多學科交叉的問題，既是國際科學前沿，也是與人類健康和生活環(huán)境密切相關的重要社會課題。目前，納米技術的環(huán)境安全標準和評價系統(tǒng)尚未完全建立。為此，專家們有如下建議：第一，預防納米材料環(huán)境風險應把好源頭關，在生產應用納米材料的各個工業(yè)環(huán)節(jié)防止納米材料的泄漏，發(fā)展監(jiān)控納米材料泄漏的技術和裝置，制定標準，確定安全風險的最低含量，制定安全操作條例和產品保存及運輸的方式；第二，發(fā)展納米材料回收、再利用和再處理技術，對不能回收的納米材料，必須發(fā)展環(huán)境友好的綠色處理技術，努力做到不給環(huán)境安全帶來二次污染；第三，在應用納米材料對環(huán)境進行修復治理時，在發(fā)展增強納米效應技術的同時，必須確保這些技術不會給環(huán)境帶來二次污染。
另外，納米材料的安全性研究已得到越來越多的重視，諸多發(fā)達國家已制定出長遠戰(zhàn)略性規(guī)劃并付諸行動，我國亟待從戰(zhàn)略角度出發(fā)，制定切實可行的納米材料安全性研究的近期和長遠規(guī)劃。
