如同任何一门新技术、新科学的诞生一样，人们在兴奋的同时，也会产生一些忧虑。我们是不是过于忽视了这门新技术、新科学的负面作用？纳米颗粒在带给我们更优的材料，更有效的药物化妆品，更新更耐用的电子设备等好处的同时，它会不会因为小，而可能带来意想不到的伤害？纳米颗粒究竟是否有毒？

　　1自然来源

　　燃烧也产生纳米颗粒

　　“纳米”意即“小”，“纳”来自古希腊“侏儒”一词。通常，人们把直径在0.1纳米到100纳米的颗粒叫做纳米颗粒。十亿个纳米才组成一米，细胞是用微米来度量的。它们是1纳米的几千到几万倍。事实上，很多分子和蛋白质是纳米级的，小于纳米度量的只有原子了。

　　自然环境中充满了纳米颗粒。植物的光合作用、火山活动，或者森林大火都会制造出自然纳米颗粒。而欧美近20年来在汽车尾气、工业废气、烹调废气等大气污染物上的大量研究已有了很明确的结论。当汽车柴油燃烧时，会产生很多直径只有大约10纳米的颗粒。科学界已明确了大气污染颗粒物浓度与心脏病等慢性病发作之间的关系。

　　欧洲比较重视纳米颗粒对健康的影响，因为历史上曾经发生相当悲惨的事故：1952年12月，伦敦发生了举世震惊的烟雾事件。当时纳米级别的微粒浓度达到了每立方米几毫克的水平，结果有4000多人在两个星期的时间内死去。

　　“空气污染物的微粒对人体有害，这是确定的。”负责中国纳米安全性研究的科技部973项目首席科学家赵宇亮说，“即使不说沙尘暴那样的天气，在干净天气下，人每天能吸入上亿个天然纳米颗粒物。”

　　这是因为人体的器官本身，尤其是肺部，有很强的防御功能。当小颗粒进入肺部时，它们会遇到人体的“御林军”———巨噬细胞。巨噬细胞会吞噬这些颗粒。当然，巨噬细胞也并非万能的。当颗粒浓度高到一定程度，吸入的微粒过量以致巨噬细胞过载，肺的防御功能就被破坏。人就会因此而生病。

　　2纳米纤维

　　“石棉公害”第二？

　　石棉是一种天然的纤维状矿物质，由于有良好的隔热性、耐磨性等特性而广泛运用于建设材料、电器、家庭用品等。

　　长过15微米的纤维无法被巨噬细胞吞噬，因此，当它随着工艺不安全的采集或者工业制作释放到环境中去时，容易进入人体引发疾病，特别是直接暴露于石棉矿物的工人吸入了大量石棉。这导致了他们出现各种肺部病变。目前，国际上已把石棉确认为一种公害，世界卫生组织也明确宣布其是一类致癌物质。

　　随着纳米技术的发展，一些人开始拿一种纳米材料与石棉相比较。它就是纳米管。按传统定义，碳纳米管是以纤维形式存在的。有人担心，纳米管也就几个纳米粗细，却有几微米长，尤其当大量纳米管团聚在一起的时候，会不会变成另一个石棉？对此，科学家们正在加快速度研究。不过，赵宇亮的看法是乐观的。“碳纳米管的毒性可能来自身结构缺陷产生的活性；另外，它可能会吸附蛋白，但即使存在这两个可能性，我觉得也没有石棉的毒性那么大。”

　　石棉是一种硅酸盐类类矿物质，而碳纳米管的组成成分却是碳。“70千克的人体中，有17千克是碳原子。碳是人体内含量最大的元素，它是对生物体相对友好的材料，和石棉不一样。”

　　尽管如此，他也表示关键问题在于暴露量和时间。“通常，实验和生产过程，尤其是粉尘的纳米材料生产，一定要在密闭的环境中，或者通过液态等分散介质不让颗粒状、纤维状、管状的纳米物质进入空气中，这是最基本的要求。”

　　3参数分析

　　尺寸越小，危害未必越大

　　当前怀疑纳米安全性问题的人们，普遍存在一种误解，即认为，颗粒越小，对人体的危害越大。在纳米毒理学科学研究者看来，这些说法是片面的。“不是所有的纳米颗粒都能进入细胞。”赵宇亮说，“决定纳米物质的生物效应的因素非常多，绝不仅仅局限于尺寸。我一口气能列出20多个因素来：剂量、结构、尺寸、表面电荷、表面修饰、表面积、聚集状态、晶型……”

　　要把所有的可变的参数都列出来，分析纳米颗粒的毒性，这几乎是不可能的任务。总体而言，关于纳米毒性的决定因素的讨论，研究界尚无规律性的结论。不过，还是有越来越多的知识出现，比如，赵宇亮等人的研究发现，吸入相同的二氧化硅纳米颗粒，可能对老年人心血管系统的影响最大，其次是儿童，中青年人则最小。

　　金属纳米颗粒也引起了一些担忧。不过，金属纳米颗粒很少有暴露在空气中的，一旦进入空气，就会被氧化，很难在空间中存在。赵宇亮强调，我们最应该了解的是，自然界的纳米颗粒每天都进入人体，只有在过量、浓度过高的情况下才会对人体造成伤害，而这个“度”正是目前纳米安全性研究企图阐明的问题。

　　4科学态度

　　负责任地发展纳米技术

　　环境生态方面的研究者也在和纳米颗粒打交道。环境水质学国家重点实验室副研究员葛小鹏表示，纳米材料是一把双刃剑。比如，纳米颗粒传输性能高、活性强，可以在制药产业上发挥作用，制造纳米靶向药物，作为药物的载体令其迅速生效。但同时，如果纳米颗粒进入环境中，如水环境中，也可能成为污染物，在水体中迁移转换。另一方面，具有特殊功能的纳米颗粒也可以成为反污染的有力工具，葛小鹏介绍，可以通过利用纳米颗粒在制药中的载体性能，将其利用在地下水污染治理等方面，利用其强活性来带出污染物。

　　“人有些担忧是可以理解的，但只要将生产工艺控制在纳米颗粒的有利一面，尽量降低其不利面，纳米技术是可以造福于人的。”葛小鹏说。

　　早在2005年，欧盟和美国就组织了相关的政府间会议。后来，联合国环境署成立了纳米技术与环境健康专家组。最近世卫组织也准备成立纳米安全工作组。中国纳米科技领域也很早就提出了“绿色纳米”的发展理念。“我们国家很早就重视纳米技术和纳米安全性。纳米技术的发展，一开始就研究尽量减少潜在污染的方法，这就是科学发展观的思想。”赵宇亮说。

本专题感谢：
赵宇亮（国家纳米科学中心纳米生物效应实验室主任）
葛小鹏（中科院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室副研究员）
斯特令（德国Nano-Control 基金会主席）