核技术与环境科学.pdfVIP

核技术和环境科学 柴之芳 中国科学院高能物理所核分析技术重点实验室 纳米生物效应和安全性实验室 北京918信箱，北京100049 核技术是一门基于核性质、核反应、核效应、核辐射、核谱学和核装置的分支学科。核技术诞生于十 九世纪末和二十世纪初叶，是现代科学技术的一个重要组成部分，它充分体现了科学的技术化和技术的科 学化的时代特征。第二个特征是军用与民用的双重性，因此这是一门重量级并具有显示度的学科，它的相 对必威体育官网网址性决定了这门学科的发展在很大程度上要放在自力更生的基础上。它在国家安全和国民经济中的独 特地位令人瞩目，任何低估核科学技术的思想和行为，都有可能会对我国的长治久安以及经济和科学的持 续发展，带来严重的后果。第三个特征是产业化．中国2004年民用核技术的产值是200亿元，核电为90亿 40万岗位[1，2】第四个特征是交叉性。当今非核技术向核科学领域渗透，同时核科学技术亦积极向非核领 域推进，两者相互渗透、相互促进，已形成并正在形成众多的交叉学科，例如核医学、核药物学，放射生 态学，辐射生物学，核农学，环境放射化学等等，其重点之一是与环境科学的交叉。 环境研究已成为全球共同关注的一个热点，亦是我国重点基础研究国家目标之一。随着环境科学研究 的发展，人们已提出了一系列值得重视的问题：何谓“环境质量”?环境标准应当越来越严吗?何谓“零 排放”?环境立法的依据是什么?什么叫“低层次的环境决策”?什么叫“科学的环境决策”?应当如何 分配环境经费?现在越来越多的国际机构和各国政府认识到，“用于环境的经费首先应分配给环境科学研 究，因为环境科学研究可以最有效地满足社会的环境目标”。其中的关键则是“对环境污染物的科学的危险 性评价，即在种群、个体、器官、细胞乃至分子水平上对环境污染物的科学评价”。在这一领域，核技术由 于其高灵敏度，高准确度，高分辨率，多元素测定能力等特点，在环境污染物的超微量．微区和化学种态的 研究中常可起到不可取代的独特作用。 当前发展动向是用核技术在分子水平上研究典型环境污染物(有机物、重金属、大气细颗粒物等)的 毒理作用机制和科学的、定量的危险性评价。发展为研究环境毒理学问题必需的先进核技术。具体研究方 向是： ● 总量_+化学种态 ● 总体_微区和表面 · 微量_+超微量 · 单因子_+多因子 · 单一介质叶多介质 ● 静态_动态实时 另一个值得提及的是用核技术研究纳米物质的生物环境效应，纳米物质由于其尺寸效应、量子效应和 巨大比表面积等所导致的特殊理化性质，从而导致它们与生物环境的作用方式及其效应与常规物质有很大 不同。美国国家纳米计划负责人Roco博士最近指出：“纳米产品和纳米技术的安全性，将成为影响纳米产 业国际竞争力的关键因素之一”。获得国际公认的各种纳米产品的生物安全性的分析数据将涉及国家的巨大 利益。正因为如此，发达国家迅速组织和开展纳米生物环境效应的研究，现已形成了一个新的前沿领域． 核技术在这一领域，有望回答一些重要的科学问题： 1．纳米物质在生物微环境中的化学行为及其对生物体系自组装过程的影响问题：以及对非共价键相互作 用的影响等； 翅窃强借11 2．纳米物质穿越生物屏障的能力问题：研究并回答纳米物质穿越皮肤、血脑屏障、肺泡．毛细血管屏障和 胎盘屏障的能力、机制、以及被机体吸收和转化等重要问题。此外，纳米物质能否进入脑组织?能否影 响认知功能? 3．纳米物质与细胞的相互作用及其机制问题：研究并回答纳米物质对血液细胞、血管内皮细胞、免疫细 胞等的作用与机制。 4．纳米物质与生物分子的相互作用以及纳米分子生物学效应问题：研究并回答纳米物质与细胞膜蛋白的 作用及其跨膜机制，对重要细胞器内蛋白质表达谱的影响，对某些蛋白质分子的结构与功能的影响，对 基因的转化、复制、转录和表达的影响等。 5．纳米物质的物理尺寸与化学修饰对纳米生物效应的调控问题。 参考文献 [1Ihttp：／／www．issues．org／issues／20．3／wal．tar．html on