吕 静

一个美丽的夏日,你穿上耐污短裤和防臭登山袜,咽下能提升活力的配方能量饮料,涂上厚厚的一层防晒霜,启程到森林里去散步。你知道吗?你这样做也许是在毒害自己。回到家以后,你急忙跑去淋浴,并把衣服扔到洗衣机里,你这样做也许是在毒害环境。

防晒霜、能量饮料和高科技衣料大都属于用纳米材料制造的消费品,它们是在原子和分子水平上生产的:含有二氧化钛的防晒霜,是一种超微颗粒的普通紫外线隔离剂;除异味的袜子是用杀菌的银原子制造的;而能量补充剂的生产厂家鼓吹服用纳米溶液具有惊人的保健效果,这一说辞却完全没有经过有效性或安全性测试。至于新奇的耐污衣服,生产厂家甚至不会告诉你衣料里有什么纳米材料。

问题不仅在于作为消费者的你不知道自己所用的产品成分,更大的问题是,在纳米水平上,化学物质的活动方式发生了很大的变化。而且,就算世界一流的纳米科学家也不知道,人体和环境中到底有哪些纳米粒子。

如今,纳米技术这一快速成长的全球性行业,基本上没有任何规范。环保倡导者和独立科学家认为我们需要赶在风险之前行动,而不要等到问题出现时,那样就为时已晚了。一些人呼吁暂停最危险的纳米产品,也有一些人说我们仅仅需要更多的研究。大家都担心,一项强大的新技术的出现会有大量意想不到的结果。

纳米材料存在于食品、化妆品、服装、玩具和许多其他日常用品中。当试图管理它们的时候,我们却不能回答最基本的问题:使用纳米材料的都有哪些公司?这些公司在什么地方?使用的是什么种类的纳米材料?含量是多少?这些具有潜在危险的成分有多少会散发到大气、水源或土壤中?会不会进入我们的饮食?诸如此类的问题迄今还无从回答。

为了更好地了解纳米风险,今年2月,美国政府出资在马里兰州贝塞斯达举办了一个研讨会,会议的主题是:人类与纳米材料环境暴露的评估。与会者提出了一些尚没有答案的问题。罗格斯大学的环境科学家保罗.里奥(Paul Lioy)负责主持“人类暴露于纳米材料”的话题,他非常直截了当地说,“这基本上是一块处女地,人类急需尽快回答这些问题。”

“纳米热”背后的风险

纳米不再是新鲜事物,新的纳米技术能够制造和操纵极其细微的材料,将其变成量子点、球状的巴克球和圆柱形的碳纳米管。这些经过改造的纳米材料具有非比寻常的性质,比如,它们的颜色会发生改变、能变为导体或能够穿透细胞壁。这些纳米材料有很多用途:碳纳米管是由只有1个原子厚度的石墨薄膜卷曲而成,它非常轻,而且强度极高,可用在高端的网球拍和自行车框架中。纳米银可用作从颜料到牙膏再到泰迪熊玩具几乎所有物品的抗菌剂。将纳米金属氧化物混入陶土和涂料,能使材料更为耐用。

虽然没有通用的定义,“纳米”一词一般包括了从1纳米到100纳米的材料。1纳米是1米的10亿分之一,或者比一根人类头发细5万到10万倍。

纳米技术能为我们带来巨大的潜在利益,而另一方面,这一令人激动的新奇材料也经常会显示出其黑暗的一面。现在,对纳米技术潜在危害的早期研究已经揭示出其危险迹象。当然,处理纳米材料的工人面临着最大的风险。但是消费者也值得关注,尤其是像化妆品、食品和营养补充剂,这些都是直接进入人体的。而且当具有潜在毒性的纳米材料被冲进下水道并进入水流和土壤的时候,人们有理由担忧,环境也受到了损害。

然而,现在对纳米技术的研究还是侧重于其如何造福人类和让企业获利,而不是纳米技术的缺点与不利方面。美国每年对纳米研究投资的15亿美元中,只有1%～2.5%是用于研究环境、健康和安全风险的。更糟的是,各国都并没有决定需要解答哪些问题,也不清楚当获得答案之后能用这些答案来做些什么工作。

新的纳米职业病

自17世纪意大利医生伯纳迪诺.拉马齐尼(Bernardino Ramazzini)开创了职业医学领域之时,研究人员一直在查找可能给工人带来新病的工作场所。从被氨烟雾熏瞎的看门人,到从皮肤吸收了致癌烟灰的扫烟囱工人,工人们总是最先得病,而且病得最重,因为他们每天都密集地接触毒物。同样,大部分纳米健康和安全的研究也一直集中在纳米材料造成的工作环境的危害上。如果雇主愿意合作,研究人员可以了解工人们使用的是什么材料,这些材料的数量和形式以及所处的条件。然后,他们才能用实验动物模拟这些暴露的情形。

去年,英国的研究人员报告说,当形似石棉纤维的、细长又笔直的纳米管被注射到小白鼠体内时,造成与石棉一样的损害。当然,工人并不会用碳纳米管扎自己。但是,今年一个由美国国家职业安全和健康研究所所做的后续研究发现,当小鼠吸入碳纳米管时,这些微小的管子从动物的肺部迁徙到肺周围组织——这正是由石棉引起的罕见癌症——间皮瘤的常见部位。纳米材料导致麻烦的原因之一,就是它们小到了足以逃避机体的防御系统。在罗切斯特大学的一项叫做“超细污染”的研究中,研究人员发现,这些偶然进入人体的纳米粒子可以穿过血脑屏障,直接进入大脑的嗅球。其他的研究则证实,纳米粒子可以穿透肺部的最深处,从那里,它们可以进入血流或各种器官。

基于这样的证据,欧盟的职业健康和安全机构在今年3月发布了一份专家报告,指出纳米粒子是对工人的新的头号威胁。在美国,美国国家职业安全和健康研究所已经发表了一个指导性文件,建议雇主要避免让工人暴露于纳米材料中——比如,可以使用密封设备并以通风设施减少粉尘和烟雾。

保罗.里奥警告说:“假如你使用了能够释放出纳米的材料,你每一次呼吸,每动一下,它们都会释放出来。”里奥是罗格斯大学的环境科学家,他在研讨会上的演讲题目是:“辨别工业过程到工业品和消费品所包含的纳米材料对一般人群的暴露问题。”他指出,目前,还没有针对一般人群是否和怎样暴露于纳米材料的研究。

虽然工人们处在纳米暴露的前线,里奥告诫人们不要忽视消费者的暴露。他宣称,消费者之中至少有3亿人会接触到纳米材料。若纳米材料是嵌入在像电脑键盘这样的硬质表面之下,问题还不大。但像服装和化妆品这样的日常用品却让人担忧。这些产品的消费者就像笼罩在团团灰尘之中,就是说,每当我们活动的时候,纳米粒子都会从我们使用的保湿面霜或耐污衣服中松脱出来。

冲进下水道的纳米

一个受到关注的主要环境问题是,当人们洗衣服、洗头或洗澡时,纳米材料随水流进入下水道后会发生什么?它们会不会损害水生生物?会干扰废水处理吗?

通过查看两种用在防晒霜、涂料和其他产品中的纳米金属氧化物——二氧化钛和氧化锌对细菌的影响,美国俄亥俄州托莱多大学的土木工程教授辛迪?格鲁登(Cyndee Gruden)正在解决后一个问题。她指出:这种金属氧化物可能对微生物有毒,从而抑制真菌、霉菌和其他不洁之物。但是,当这些纳米金属到达污水处理厂的时候,它们也可能损害有益菌,并且会分解业界称之为“生物淤泥”的成分。

格鲁登说,“这些粒子的行为非常复杂,当你将纳米粒子放入环境时,你应该知道它会有什么样的行为,但是我们却没有做到这一点。”

在非营利性组织“新兴纳米技术计划”保存的一份清单中,有超过800种消费品在广告中宣称使用了纳米技术,而纳米银是迄今为止被查出使用最多的一种材料。

在去年发表的一项研究中,亚利桑那州立大学的研究生特洛伊.本(Troy Benn)从网上购买了含有纳米银的袜子,然后在实验室中模拟洗涤这些袜子,他发现,一些袜子仅仅洗上很少几次,其中大部分或所有的纳米银就没有了。

一个消费者、健康和环境组织的联盟去年提交了一份请愿书,要求在更多安全性研究完成以前,环保署强制暂停纳米银产品。环保署已经给亚利桑那州的研究人员拨款,用于调查各种纳米材料和废水中生物淤泥之间的交互作用。

谁来监管纳米风险?

在美国,环保署已经成为纳米监管的领导机构。但是,与纳米材料“可能的风险”进行较量,他们迄今还没有采取实质性的行动。在一个自愿的纳米材料管理项目中,环保署要求各公司提交其所用纳米材料的资料。结果,很少有公司这样做,有的公司将大量数据当作商业秘密而扣住不报。今年3月,环保署开始要求碳纳米管生产商提交“制造前申报”,这是《有毒物质控制法》规定的。加利福尼亚州正在要求碳纳米管制造商将其环境、健康和安全试验数据上交州政府,并正在考虑对纳米金属氧化物的制造商提出同样要求。

但环保署并不是美国唯一负责纳米材料的机构。化妆品、防晒霜、食品和饮料都属于食品和药物管理局( FDA )的管辖范围——这些大约占到新兴纳米技术计划消费品目录的30%。然而,根据两名前机构官员在2008年所作的报告,FDA很少有纳米食物添加剂安全性的检测设施。环保组织“地球之友”呼吁对纳米食品强制加标签,而对含有纳米材料的化妆品,在证明其安全之前暂停上市。

另一些国家的监管机构目前正在采取更为谨慎的做法,有的已制定、通过了针对纳米的法规来保护环境和人的健康。

但是,对于纳米材料,人们还有很多担忧。在今年2月贝塞斯达的研讨会上,哈佛大学的工业卫生学家罗伯特.赫里克主张全力搜集与纳米有关的可能的疾病信息。他说,20世纪30年代,石棉工业曾经历过类似的困难。可是,当时的行业高层决定对这件事保持沉默,赫里克遗憾地说,如果他们选择走另外一条路,“历史将会是多么地不同!”★