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杜克大学的团队发现,被称为单壁碳纳米管的纳米材料在实验的湿地环境中可快速沉积于底部,他们认为这种现象可间接破坏水生食物链。
杜克大学纳米技术与环境中心的科学家通过实验研究证明,人们通过饮用水摄入纳米材料的风险较低。但需要警惕的是,基于以前的研究,从长远的角度看,纳
米材料有富集于水体湿地的倾向,并且这些富集有可能会带来(类似于“特洛伊木马”)的其他有害分子。
该研究发表于《环境科学:纳米》杂志。
碳纳米管是一种通用材料,并且被广泛地应用于纳米光电材料,生物材料等。
杜克的研究是通过模拟湿地环境的小型实验装置完成的。这种装置被称为“mesocosms”,其中包括土壤、沉积物、微生物、昆虫、植物和鱼。这些“半封闭”的“ecosystems-in-a-box”这意味着内部空间的空气、水及环境不会流失和改变。当然这并不是完美的自然环境,但mesocosms确实提供了一个趋于完美与真实的实验空间。
“我们使用的mesocosms这种模拟空间是一种近似自然环境状态的空间”杜克大学土木与环境工程的副教授李弗格森说,“虽然实验结果不可能完全准确地反应出自然生态系统,但是很显然,我们所观察到的过程也遵循一定的规则。”
弗格森和他的同事们利用mesocosms来监测水,土壤,生物体中的单壁碳纳米管的浓度。他们发现,绝大多数纳米颗粒可迅速累积在“池塘底部”的沉淀物。而在mesocosms空间中,植物、昆虫和鱼中几乎没有碳纳米管的富集迹象。
虽然这对人类或其他动物利用的饮用水是一个好消息,但也有潜在泄漏及发生污染事件的可能。因为碳纳米管可以在藏身于”湿地沉淀物“中的生物内体富集。之前的研究表明,在没有任何外界干预的情况下,碳纳米管的降解需要很长时间——如果与其他的化学物质结合后会很难被降解。
“这些纳米颗粒很容易与其他分子结合,包括许多已知的有机污染物,”弗格森说。“加之它们快速累积在沉淀物上,这可使化学物质截留在沉淀物上。但这种纳米污染物可以被沉积在湿地中的生物分解掉,使吸附污染物成为食物链中的一部分。
“最大的问题是这些吸附在纳米碳管上的污染物能否在进入这些生物体内后与纳米碳管分离”弗格森认为。“这个问题也是我们现在工作的方向。”