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 纳米技术在环境中的应用及潜在风险# 5 10 15 20 25 30 35  摘要：纳米技术是一种具有广泛应用前景的高新技术，它在环境领域的直接应用为人类解决日益严重的环 境问题提供了新型的手段和方法。与此同时，纳米技术的迅速发展和纳米材料的广泛普及导致其在生态环 境中积聚，对生态环境安全造成一定的影响，甚至对生物有一定的毒性，也使得纳米技术的环境安全性引 起世界范围的关注。综述了纳米技术在环境监测，污染物修复，能源利用等环境领域的应用进展情况，并 就目前对环境安全问题的研究做了简单介绍。 关键词：纳米技术; 环境监测; 污染物修复; 能源利用; 潜在风险 中图分类号：Q89 Application and potential risks of nanotechnology in environment LI Yufei, DU Xiaoyu, WANG Xia (State Key Laboratory of Microbial Technology, Shandong University, Jinan 250100) Abstract: Nanotechnology is a type of innovative and high technology with wide application prospect, which provide a new-style means to solve increasingly worse environmental problems. Whereas, the rapid development of the nanotechnology leads to nano materials’ accumulating in the environment. The nano materials can affect the environment as well as the organisms. Therefore the nanotechnology’s environmental security has already drawn people’s attention around the world. This paper reviews the application and progress of nanotechnology in environmental detection, contaminants remediation, energy utilization and other environmental protection field and also focus on the nanotechnology’s environmental security. Key words: nanotechnology; environmental detection; contaminants remediation; energy utilization; potential risks 0 引言 纳米技术是指在纳米（nm）尺度范围内，研究电子、原子、分子内在规律及特征，并 用于制造各种物质的一门崭新的综合性科学技术。 当粒子尺寸进入纳米量级（100 nm）时，由于纳米粒子的表面原子与总原子数之比随 粒径尺寸的减少而急剧增大，显示出强烈的体积效应（即小尺寸效应）、量子尺寸效应、表 面效应和宏观量子隧道效应，因而在光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面显示出许 多奇异的特性，从而有着广泛的用途，而其在环境领域所起到的巨大作用一直备受瞩目。不 过随着纳米技术的快速发展，对于纳米材料的微观结构以及性能的稳定情况等方面依然欠缺 全面了解，它对于环境安全的影响及其负面效应也同时引发了思考。 -1- 1 应 用  40 45  1.1 环境监测 纳米技术在环境监测中的应用主要体现在其对气体含量的监测。氮氧化物（NOx）和二 氧化碳（CO2）是导致全球变暖的主因，目前针对它们的监测技术成本高，不便移动作业， 所需温度条件高。2003年有研究人员开发出一种新型微型传感器，它利用密集的碳纳米管阵 列来根据气体的特征击穿电压和电流检测它们[1]。这种传感器结构简单，成本较低，可用于 检测NH3、CO2、N2、O2、He、空气和气体混合物，因此以这种技术为基础研制电池驱动的 便携式气体监控装置将会成为现实。 1.2 环境污染修复 1.2.1  重金属降解 重金属污染是指由重金属及其化合物引起的环境污染[2]，重金属在环境中难以降解，能 50 55 60 在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度成千上万甚至上百万倍的增加，最后进 入人