毒理学纳米材料的环境毒理学研究进展课件.ppt
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。纳米技术与纳米材料纳米技术与纳米材料纳米材料进入环境的途径纳米材料进入环境的途径纳米材料的水环境行为纳米材料的水环境行为纳米材料可能的毒性机制纳米材料可能的毒性机制纳米材料水生态毒理效应的研究纳米材料水生态毒理效应的研究研究展望研究展望文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。1.纳米技术与纳米材料纳米技术与纳米材料纳米技术概述:纳米技术概述: 纳米技术是一个包括物理、化学、生物、工程以及电纳米技术是一个包括物理、化学、生物、工程以及电子过程和材料应用等为一体的多学科技术,包括生产
2、、处子过程和材料应用等为一体的多学科技术,包括生产、处理及应用粒径在理及应用粒径在100 nm以内的特殊材料以内的特殊材料纳米材料。纳米材料。 纳米材料粒径非常小,处于原子簇和宏观粒子交界的纳米材料粒径非常小,处于原子簇和宏观粒子交界的过渡区域。它和微米级的材料相比;具有非常大的比表面过渡区域。它和微米级的材料相比;具有非常大的比表面积和特殊的量子效应,这使其拥有了许多奇异的特性。积和特殊的量子效应,这使其拥有了许多奇异的特性。 纳米材料在电子、磁学、光学、生物医学、药学、化纳米材料在电子、磁学、光学、生物医学、药学、化妆品、能源、传感器、催化剂以及材料学等各个领域均有广妆品、能源、传感器、催
3、化剂以及材料学等各个领域均有广泛的用途。泛的用途。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。1.纳米技术与纳米材料纳米技术与纳米材料纳米材料分类:纳米材料分类:(1)按颗粒形态:)按颗粒形态: 纳米管、纳米线、纳米晶体、量子点等。纳米管、纳米线、纳米晶体、量子点等。(2)按化学组成:)按化学组成: 纳米金属、纳米晶体、纳米高分子和纳米复合材料等。纳米金属、纳米晶体、纳米高分子和纳米复合材料等。(3)按材料物性:)按材料物性: 纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料和纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料和纳米超导材料等。纳米超导材料等。文档仅供参
4、考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。1.纳米技术与纳米材料纳米技术与纳米材料纳米材料的环境特性:纳米材料的环境特性:(1)生物大分子的强烈结合性。)生物大分子的强烈结合性。(2)生态系统的潜在累积毒性。)生态系统的潜在累积毒性。(3)多种污染物的组合复合性。)多种污染物的组合复合性。(4)扩散和迁移的传播广阔性。)扩散和迁移的传播广阔性。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。2.纳米材料进入环境的途径纳米材料进入环境的途径纳米材料进入环境的途径:纳米材料进入环境的途径: 纳米材料可以通过多种途径进入环境而成为纳米污染纳米材
5、料可以通过多种途径进入环境而成为纳米污染物。总的来说,在研究、生产、运输、使用及废物处理等物。总的来说,在研究、生产、运输、使用及废物处理等过程中的直接或间接释放,是纳米材料进入环境的主要途过程中的直接或间接释放,是纳米材料进入环境的主要途径。径。 (1)随着近年来纳米材料研究的广泛兴起以及生产纳)随着近年来纳米材料研究的广泛兴起以及生产纳米材料的工厂在世界范围内的迅速增加,米材料的工厂在世界范围内的迅速增加, 工厂和实验室的工厂和实验室的废物排放是当前纳米材料进入环境的重要途径。废物排放是当前纳米材料进入环境的重要途径。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人
6、删除。2.纳米材料进入环境的途径纳米材料进入环境的途径纳米材料进入环境的途径:纳米材料进入环境的途径: (2)与人们生活密切相关的纳米产品的使用。如个人防)与人们生活密切相关的纳米产品的使用。如个人防护品护品(化妆品、遮光剂化妆品、遮光剂)、纳米运动器材以及纳米纤维等都可以、纳米运动器材以及纳米纤维等都可以通过在使用与处理等过程被释放到环境。通过在使用与处理等过程被释放到环境。 (3)纳米材料的环境直接释放。如纳米监测系统)纳米材料的环境直接释放。如纳米监测系统(如传感如传感器器)、 污染物控制和清除系统以及对土壤和水体的脱盐处理等。污染物控制和清除系统以及对土壤和水体的脱盐处理等。目前己经有
7、多种纳米材料用于环境治理,目前己经有多种纳米材料用于环境治理, 当处理不当很可能造当处理不当很可能造成环境二次污染。成环境二次污染。 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。3.纳米材料的水环境行为纳米材料的水环境行为 鉴于纳米材料的特性及其潜在的环境影响,纳米材料一旦进鉴于纳米材料的特性及其潜在的环境影响,纳米材料一旦进入水环境,明确其在水环境中的行为是非常关键的问题,这直接入水环境,明确其在水环境中的行为是非常关键的问题,这直接关系到纳米材料在水环境中的迁移转化、纳米材料特性及毒性变关系到纳米材料在水环境中的迁移转化、纳米材料特性及毒性变化等。化等。(
8、1)团聚作用)团聚作用 纳米材料的粒径小、比表面积大、表面活性高,一旦进入水纳米材料的粒径小、比表面积大、表面活性高,一旦进入水体就很难分散,极易发生团聚。体就很难分散,极易发生团聚。 纳米材料在水中的粒径与其浓度纳米材料在水中的粒径与其浓度相关,随着浓度的提高粒径增大。相关,随着浓度的提高粒径增大。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。3.纳米材料的水环境行为纳米材料的水环境行为(2)吸附作用)吸附作用 一般来说,纳米材料表面都带有电荷,如纳米一般来说,纳米材料表面都带有电荷,如纳米TiO2的零电势的零电势点为点为5.2,而天然水体的,而天然水体的pH
9、一般都高于此值,所以天然水体中纳米一般都高于此值,所以天然水体中纳米TiO2。表面都带有负电荷。另外,纳米材料拥有大比表面积,在。表面都带有负电荷。另外,纳米材料拥有大比表面积,在水中可以吸附多种类型的分子。水中可以吸附多种类型的分子。(3)生物积蓄)生物积蓄 生物降解与生物积蓄是相互联系的,能在生物体内积蓄的纳生物降解与生物积蓄是相互联系的,能在生物体内积蓄的纳米材料一般不被生物降解,而目前生产的纳米材料以不可生物降米材料一般不被生物降解,而目前生产的纳米材料以不可生物降解的居多,所以纳米材料在生物体内的积蓄作用不可忽略。解的居多,所以纳米材料在生物体内的积蓄作用不可忽略。文档仅供参考,不能
10、作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。3.纳米材料的水环境行为纳米材料的水环境行为(4)纳米材料与有机质的相互作用)纳米材料与有机质的相互作用 有机质是天然水体中普遍存在的物质,由于纳米材料具有较有机质是天然水体中普遍存在的物质,由于纳米材料具有较强的吸附性能,所以存在于天然水体中的纳米材料极有可能与其强的吸附性能,所以存在于天然水体中的纳米材料极有可能与其中的有机质相互作用,从而改变纳米材料本身的特性,进而影响中的有机质相互作用,从而改变纳米材料本身的特性,进而影响到纳米材料的水生态毒性。到纳米材料的水生态毒性。(5)纳米材料的水环境微界面行为)纳米材料的水环境微界面行
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