纳米技术如何影响环境?

虽然可能有好处,但长期影响仍不确定。

显微镜在实验室里的特写照片
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纳米技术是一个广泛的术语,指的是在“纳米”尺度上运作的科学和技术发明——比一米小十亿分之一。一纳米大约是三个原子长.物理定律在纳米尺度上的作用是不同的,这使得我们熟悉的材料在纳米尺度上表现出意想不到的行为。例如,铝被安全地用于包装苏打水和覆盖食物,但在纳米级它是爆炸性的。

如今,纳米技术用于医学,农业和技术。在药物中,使用纳米大小的颗粒提供药物对人体的特定部分进行治疗。农业使用纳米粒子修饰植物的基因组使它们具有抵抗疾病的能力。但是,这一技术领域可能正在尽最大努力,应用纳米尺度上的不同物理特性,创造出小型、强大的发明,并对更大的环境产生潜在的影响。

纳米技术的环境利弊

近年来,由于纳米技术的发展,许多环境领域都取得了进步,但这一科学还不够完善。

水质

纳米技术有潜力为糟糕的水质提供解决方案。由于缺水预计将增加在未来的几十年里,扩大世界各地可用的清洁水的数量至关重要。

氧化锌,二氧化钛和氧化钨等纳米大小的材料可以与有害的污染物结合,使他们的惰性.已经,能够中和有害物质的纳米技术正在世界各地的废水处理设施中使用。

纳米尺寸二硫化钼颗粒可用于产生膜除去水中的盐分能源是传统脱盐方法的五分之一。在石油泄漏的情况下,科学家们已经开发出了纳米织物选择性地吸收油.总之,这些创新有可能改善世界上许多严重污染的水道。

空气质量

纳米技术还可用于提高空气质量,每年在污染物释放到世界各地的世界越来越差。然而,从空气中去除微小的危险颗粒是技术上挑战。纳米颗粒用于产生能够检测空气中微小,有害污染物的精确传感器,如重金属离子和放射性元件。这些传感器的一个例子是单壁纳米管或纳米管。传统传感器只能在极高的温度下工作,而SWNTs可以在室温下检测二氧化氮和氨气。其他传感器可以使用纳米级的金或氧化锰颗粒去除该区域的有毒气体。

温室气体的排放

为了减少温室气体的排放,人们正在开发各种纳米颗粒。在燃料中加入纳米颗粒可能提高燃油效率,减少使用化石燃料产生的温室气体。纳米技术的其他应用正在开发选择性地捕获二氧化碳

纳米材料毒性

虽然有效,但纳米材料有潜力无意地形成新的有毒产品.纳米材料的极小尺寸使它们有可能通过其他情况下无法穿透的屏障,使纳米粒子最终进入淋巴,血液,甚至骨髓.鉴于纳米粒子对细胞过程的独特访问,如果有毒纳米材料的来源意外产生,纳米技术的应用有可能对环境造成广泛的危害。需要对纳米粒子进行严格测试,以确保在大规模使用纳米粒子之前发现潜在的毒性来源。

纳米技术调节

由于有毒的纳米材料调查结果,提出了法规,以确保安全有效地进行纳米技术研究。

有毒物质控制法

有毒物质控制法或者是TSCA,是1976年的美国法律,使美国环境保护署(EPA)提供了要求报告,记录保存,测试和限制对化学物质的使用。例如,在TSCA下,EPA需要测试众所周知的化学物质,以威胁人类健康,如铅和石棉。

纳米材料也受到监管在TSCA下作为“化学物质”。然而,EPA最近仅开始断言其在纳米技术的权威。2017年,EPA需要在2014年至2017年间生产或加工纳米材料的所有公司向环保局提供信息关于纳米技术的类型和数量。今天,所有新形式的纳米技术必须是提交给环境保护局进行审查在进入市场之前。环保署利用这一信息来评估纳米技术的潜在环境影响,并规范纳米材料向环境中的释放。

加拿大 - 美国。监管合作委员会纳米技术倡议

2011年,建立了监管合作委员会或RCC,以帮助将两国的监管方法与纳米技术在内的各个领域一致。通过RCC的纳米技术倡议,美国和加拿大开发了一个纳米技术工作计划该协议建立了两国在纳米技术方面的持续监管协调和信息共享。工作计划的一部分包括分享关于纳米技术的环境影响例如,已知的有利于环境的纳米技术应用,以及发现的具有环境后果的纳米技术形式。纳米技术的协调研究和实施有助于确保纳米技术的安全使用。