纳米二氧化钛光触媒毒性如何?

纳米二氧化钛光触媒毒性如何?

2018-10-07

刚取得二种材料在吸附能上的资料,表示二氧化钛涂层属于「化学吸附」,也不是那么容易脱落的!但如果还是担心的话,加入石墨烯微片的复合,不仅吸附能更大,即使脱附后也还是微米级材料,吸入肺部也比较不用哪么担心!不过这项新产品我还没时间去开发,大家就再等等了。表 1 是二氧化钛、表 2 是石墨烯材料,吸附能都大于 1eV,属于「化学吸附」。

2018-08-30

我真的不是要挡人钱财,因为我有机会还是会把石墨烯光催化材料做好。但如果有读者反悔想清除光触媒,我建议得尽早,否则成膜就不好清理了。至于怎么擦掉光触媒,业者是建议使用肥皂水试试。

2018-08-30

很多读者问我 5nm 的纳米二氧化钛对人体有伤害吗?坦白说的确是有的!但吊诡的是只有 5nm 的效果才会有,300nm 几乎没有什么光催化效应。我在另一篇文章也提过石墨烯掺杂二氧化钛光催化网的效果并不好,黑钛反而比较好些。不过,我上次以石墨烯微片负载二氧化钛的效果不错,只不过用在可见光滤网的用量太少没有达到预期效果,但保证二氧化钛是不会溢出的。有机会再来找相关厂商来试试这个项目,或许可以兼顾光催化及生物危害性之两全其美的。

注 1:图 1 是石墨烯负载 1wt% 微米级二氧化钛的照片,摇晃后也看不到二氧化钛分离。

注 2:图 2 是通过熔融混练做成的石墨烯/二氧化钛 PP 滤芯。

2018-08-18

大家还是会担心使用纳米光触媒用来除甲醛,如果吸入肺部该怎么办?

在一项为期两年的研究表明,被放置在平均浓度为 超细 环境下的老鼠患肺癌的概率明显增加 [Heinrich et al. 1995]。然而最近两项「流行病学研究资料」显示,尽管在 生产工厂工作的男性工人与普通人相比,患肺癌导致的死亡率比例有所提高(正常死亡率 [SMR] 1.23; 95% 置信区间 [CI] = 1.10–1.38),但是却没有找到患肺癌与有直接关系的证据 [Fryzek et al. 2003; Boffetta et al. 2004](第二章)。在那项研究中,没有迹象表明「暴露反应关系」。在所有《流行病学研究》中,良性呼吸疾病死亡率也没有明显增加(P <0.05)。2006 年,国际癌症研究机构 (简称 IARC) 对 做了评估,并做出总结:有足够的证据证明会导致实验室动物致癌,但是却没有充分证据证明会导致人体致癌(因此可以被划分为 2B 级),即“可能会导致人体致癌” [IARC 2010]。

当剂量被表现为粒子表面积时, 和其他难溶于水、低毒(缩写为 PSLT)的极细和超细微粒总是会让老鼠的肺部产生不良反应,包括「顽固性肺炎」和「肺肿瘤」。超细 危害性比极细 更大,因为一定量的两种物质,超细 的表面积总和要大得多。NIOSH 评定并认为,所有相关数据均与吸入 的效应有关,而这些数据来源于包括动物实验和“流行病学研究资料”。

NIOSH 做出最终结论: 不是直接的致癌物,而是通过「二次基因毒性机制」致癌——即致癌性与 本身无关,而是与 粒子的大小和表面积有关。评价 影响人体健康的相关数据大多数来源于动物实验。在实验中,研究员将动物长时间置于超细 (<100nm)环境下,结果导致了这些动物患恶性肿瘤的概率明显增加 [Heinrich et al. 1995]。除了 能导致老鼠患顽固性肺炎外,其他难溶于水、低毒的超细微粒也会使老鼠患肺癌这一事实再次证明了上述结论 [Everitt et al. 2000; Bermudez et al. 2004]。因此,根据 Heinrich et al. [1995] 的实验研究结果和老鼠患「顽固性肺炎」的症状,NIOSH 认为超细 属于潜在致癌物。

所以,想要除甲醛还是要选择靠谱的机构,不要轻易接触超微纳米二氧化钛,尽量少接触 200nm 以下的纳米二氧化钛颗粒。300nm 以上的纳米颗粒则可以放心。

2018-08-16

2017 年 6 月,欧洲 Echa 风险评估委员会(Rac)决定将二氧化钛归类为第 2 类通过吸入致癌物。不过,这一分类决定受到了全球工业界的反对,其中一个理由是认为所提出的毒性机理仅涉及了颗粒的大小、形状和溶解度,而并非其化学性质。

美国近期发表的一项啮齿动物研究论文显示,如果孕妇长时间吸入工程纳米材料(ENMs),可能会导致胎儿出现「显着」的表观遗传变异。这一表观遗传学研究从分子结构改变的角度揭示了导致基因变异却不改变 DNA 序列的现象。

西弗吉尼亚大学医学院的研究人员将孕鼠暴露于纳米二氧化钛气雾剂环境下,此后在老鼠在后代的心脏组织中发现了显著的表观遗传变异。他们补充说,这些变异似乎还具有会导致肝肾疾病的「倾向」。在经过将近一年半的研究得出这一结论后,研究人员认为,人类的肺脏负担可能与研究中所用的啮齿动物负担相似。他们的研究参考了美国国家职业安全与健康研究所建议的暴露限值,以及美国职业安全与健康管理局(Osha)允许的暴露限值。研究人员指出:由于人类妊娠期为 9 个月,我们认为所研究的暴露案例与工人所受的污染高度相关。他们认为,心脏、肝脏和肾脏之间的相互作用对于理解母体在与纳米二氧化钛暴露有关的病理方面是至关重要的。

这种表观遗传变异对成年人的影响还有待观察。研究还对不同暴露剂量与病理变异的关系进行了研究,并确认了对母体 ENMs 暴露最为敏感的剂量。目前,研究小组正在研究不同妊娠阶段的老鼠对暴露的敏感性,以确定何时出现这种影响,第一步是确定胚胎或胎儿发育过程中是否有这些影响,然后进一步缩小到最敏感的妊娠期(当吸入母体的纳米材料对胎儿健康产生不利影响时)。该团队的研究选择的是纳米 ,主要是因为其广泛的工业应用,据研究团队的 Nurkiewicz 教授解释说,纳米 也可以很好地代替各类超细颗粒材料。

Ref.: Particle and Fibre Toxicology, 2018, 15:3, | DOI: 10.1186/s12989-017-0239-8.