我們可以預測到納米技術(shù)的快速發(fā)展，它將導致通訊技術(shù)的加速和設備的微型化，提高暴破技術(shù)的有效性和鋼板穿刺技術(shù)的優(yōu)化等許多方面。在納米領(lǐng)域許多新的技術(shù)的運用，可能導致對人體的損害，而且不僅限于以上這些納米技術(shù)。在考慮納米技術(shù)特有的危害時(shí)，研究小組更關(guān)注納米顆粒，換句話(huà)說(shuō)正是因為納米的微粒子性使得這些分散顆粒具有獨特性能。我們明白，制造這種微粒的原因，正是因為這樣的微粒子特性使得它與眾不同。這些特性不僅影響它的理化性質(zhì)，還會(huì )導致它的生物學(xué)活性的改變。同樣地，我們可以通過(guò)了解暴露于類(lèi)似納米大小的微粒子找到一些證據。比如，石棉以及燃燒產(chǎn)生的納米顆粒。
我們能從石棉中汲取什么教訓？
石棉的危害眾所周知，主要是石棉可以導致很多疾病。在英國，每年就有2，000人死于間皮瘤，曾經(jīng)就是因為石棉的一些特性，使得它被廣泛使用。它有良好的纖維和耐腐蝕性，不易被破壞�，F在我們已經(jīng)知道，它的毒性正與它的纖維直徑（因為石棉纖維直徑小于3μm，可以被吸入呼吸性細支氣管）、長(cháng)短（長(cháng)度大于15μm就不能被巨噬細胞吞噬）以及在肺組織中的難溶解性有關(guān)。因此，石棉纖維在呼吸道中易進(jìn)入而難清除的特性將會(huì )引發(fā)刺激作用導致纖維化和癌變[1]。這些物理特性以及纖維表面的化學(xué)活性都是有相當危害的，當然吸入的危險性還與吸收的劑量相關(guān)。幾乎所有的纖維制品都遵照這些規則，有些也會(huì )因為它們的理化性質(zhì)不同而有所差別。由于溫石棉在肺組織中溶解性較閃石類(lèi)石棉高，因此溫石棉較不容易導致間皮瘤。還有，天然的毛沸石因其較高的表面活性而更具危險性，在土耳其一些村民因接觸天然毛沸石患上了間皮瘤。
碳和其他納米管和石棉一樣能被生產(chǎn)，但比石棉纖維更精細，并且吸入后比較難清除。它們中有些非常堅硬， 并且一旦進(jìn)入將持續存在于組織中�？梢灶A測，如果吸入足夠多的數量，將會(huì )導致間皮瘤。正如Paracelsus指出，劑量是關(guān)鍵。死于石棉疾病的人，通常每克干肺組織中就有數百萬(wàn)根纖維，是從空氣中每毫升數根纖維吸入（更確切地說(shuō)是從每次呼吸吸入幾百根纖維或者每天吸入數百萬(wàn)根纖維）數月或者數年的結果。因此，一個(gè)納米管生產(chǎn)企業(yè)不僅要求生產(chǎn)工人，也包括那些工序中可能接觸的所有使用和處理的工人，都要求做好相應的防護，防止職業(yè)暴露。目前，新建企業(yè)通常規模較小，并且生產(chǎn)出來(lái)的納米管常緊緊地簇擁在一起；可以預測，這些情況今后將會(huì )改善。
從空氣污染研究中獲得的教訓
碳的核粒子燃燒后會(huì )聚集在一起形成比納米直徑大些的聚合物。目前有兩類(lèi)研究機構在研究這樣的粒子產(chǎn)生的毒性。一類(lèi)研究機構是在美國紐約曼切斯特berd?rster和他的同事們，他們在實(shí)驗室中研究納米大小的顆粒在大鼠肺中的清除和存留[2]。另一類(lèi)是美國的流行病學(xué)家們，他們已經(jīng)研究出在很低濃度下空氣污染和死亡之間的關(guān)系[3]。并且，在他們的觀(guān)察報告中闡明，這些粒子的暴露與心臟病引起的死亡顯著(zhù)相關(guān)。這也表明這種微粒能夠產(chǎn)生毒效應，當存在較多數量的粒子時(shí)它們能引起炎癥并對血凝有次生影響，即使吸入的總量較少[4]。
但是對于這個(gè)復雜的假設，流行病學(xué)者提供了很少的支持，而在研究與空氣污染暴露相關(guān)的炎癥標記物和聚集因素的變化中提供了一些證據。到目前為止，由于納米的微粒子性帶來(lái)的影響，只能提供較弱的證明。另一方面，現在已經(jīng)有相當多的實(shí)驗證據證明同等材料納米顆粒要比大顆粒的毒性要強的多[5]。這種增強的毒性可以用空氣中污染顆粒與表面污染的相關(guān)性來(lái)解釋?zhuān)�，被金屬離子和有機分子污染后的危害。此外，顆粒的大小也是很重要的一個(gè)因素，在40nm以下的顆粒，不僅物理性質(zhì)不同而且很容易和細胞膜表面結合[6]；目前已有文獻報導吸入的納米顆粒很可能通過(guò)中樞神經(jīng)系統沿著(zhù)嗅神經(jīng)和三叉神經(jīng)進(jìn)入大腦[7]。
至于肺毒性，對于所有的可吸入顆粒已經(jīng)有了充分的證據，毒性的主要決定因素是總吸入表面積和附加載體表面的增加或減少，它的獨特功能是在與組織的相互作用中釋放各種離子[8，9]。這種毒性最明顯的病理表現為炎癥反應，但也有并不引起炎癥的可能，低濃度的納米顆�？赡苤灰鸱蝺缺砥ぜ毎闹苯哟碳ぷ饔�，在短期和長(cháng)期接觸下均可導致次級血管的改變，導致心臟病發(fā)作的危險性增加[10]。
現在這些結論只是基于實(shí)驗室結果、流行病學(xué)假設以及職業(yè)病醫師對特殊事物的觀(guān)注。例如，焊接工和許多其他技術(shù)工人都暴露在含高濃度的納米顆粒煙氣中，然而他們并不知道他們正處于一個(gè)死于心臟病的高風(fēng)險當中。粉塵顆粒（和二氧化氮）高暴露中常出現在廚房，但是和這些暴露相關(guān)的危害很少被提及�，F在對納米顆粒的暴露已經(jīng)有所了解。然而，我們必須提醒，微小顆粒具有不同活性，并且毒性通常要比大顆粒的同等材料強。這需要特別關(guān)注。
我們可以從納米顆粒中預見(jiàn)到什么？
2006年在日本舉行的關(guān)于納米技術(shù)商貿科技展覽會(huì )上，幾百家公司展示了他們的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品中大部分顯而易見(jiàn)地包含許多納米顆粒，它們很容易進(jìn)入市場(chǎng)。一位研究學(xué)者在非正式的場(chǎng)合報導過(guò)，他寄出的一份樣品在郵寄過(guò)程中發(fā)生自燃。盡管感到某些不安，但正如我原先寫(xiě)道：“…據我們所知，仍然沒(méi)有人因人造的納米材料而受到傷害。”然而，在2006年4月的一天，德國聯(lián)邦危險評估協(xié)會(huì )召回了市場(chǎng)上一種用神奇的納米材料制成的用作浴室清潔和衛生的氣霧劑，因為它在使用過(guò)程中至少導致了90位客戶(hù)出現呼吸系統癥狀，其中幾個(gè)人因嚴重的肺水腫而住院[11]。至于這個(gè)產(chǎn)品中包含什么仍然不是很清楚，但在表面上看這個(gè)產(chǎn)品的表面涂有硅石納米層。我們不用花太多的想象去推測氣泡上的這樣一個(gè)納米層會(huì )起到什么效果。
對于職業(yè)病醫生，他們會(huì )非常熟悉評價(jià)材料特有危害和人類(lèi)潛在暴露的危險程序。然而，在特有的危害方面，有一個(gè)很好的例子，比如納米管，我們認為它們是有毒的，但是無(wú)法用實(shí)驗室數據來(lái)解釋?zhuān)驗檫@些管子總是簇擁在一起，在給小鼠做毒性實(shí)驗時(shí)，很難象測試石棉一樣控制劑量。因此，到目前為止仍沒(méi)有可靠的結論[12]。納米管分離得到單個(gè)纖維并不是最主要的問(wèn)題，最主要的是如何在空氣中測量它們[13]。目前認為，如果象現在對待石棉一樣去對待它們應該不會(huì )產(chǎn)生嚴重后果。
關(guān)于潛在暴露，考慮含納米管產(chǎn)品的生命周期是很重要的。它們將毫無(wú)疑問(wèn)地被用來(lái)給某些原料增強和賦予某些新的特性。這些材料會(huì )出現什么情況？它們被加工過(guò)嗎？它們如何處置？在工藝發(fā)展的早期，由于石棉的慘訓，這些事情必須考慮。目前，這些潛在暴露主要是在大學(xué)實(shí)驗室和小型實(shí)驗工場(chǎng)以及許多相關(guān)的附加程序中。然而，現在很輕易就可以從實(shí)驗室工作人員那里拿到一瓶納米管，它看上去就象煙灰，正如我曾經(jīng)得到一份青石棉樣品一樣容易。
在考慮任何新的納米顆料時(shí)都可以使用類(lèi)似方法。它的毒性怎樣？如何生產(chǎn)？將來(lái)如何使用？濫用后會(huì )怎樣？怎么降解或處置？在它生命周期的不同階段，哪些人可能會(huì )暴露，暴露程度如何？假如，用作燃料的催化劑用來(lái)增加功效和減少CO2排放，它能增加或減少廢氣排放的毒性嗎？如果它被用在象口紅或防曬霜的化妝品中，它能增加或減少紫外線(xiàn)對皮膚的副作用嗎？如果它是一個(gè)金屬粒子被用在醫學(xué)影像中，包括所有能考慮到的對內皮和心臟的副作用的毒性測試嗎？
目前來(lái)自納米顆粒的危險環(huán)節主要如下：
來(lái)自商品的意外吸入事件；
生產(chǎn)工人中吸入事件；
生產(chǎn)工人吸入納米管；
化妝品中由于新粒子的不當使用造成皮膚損害；
操作中出現暴炸/火災；
注射靜脈中對納米藥物或者顯像劑出現意想不到的反應。
