纳米颗粒的未来！在饮用水中的应用及可能带来的危害

我们完全可以想象，工程纳米颗粒用于水处理可能是未来的生态炸药。虽然存在风险，但在水处理（如水过滤）中使用纳米颗粒的可能性仍然非常大。

研究组织Fera Science Ltd的高级水生态毒理学家Rachael Benstead给出了一个未来的路线图，我们可以利用纳米技术在水中的优势，同时尽可能的降低危害。

纳米颗粒是尺寸在1~100 nm之间的颗粒，由界面层包围，界面层由离子，无机和有机分子组成。虽然纳米粒子广泛应用在现代科学，但早在四世纪罗马就已被使用，并且最早由Michael Faraday在其1847年的论文中描述。

水

在水和废水处理中，对纳米颗粒和其他纳米技术的应用尤为突出，如纳米过滤器正在进入市场，预计在未来五年内将以9.7％的增长率增长，能够有效降低世界不断增长的人口提供清洁饮用水的成本和压力。

典型的例子是使用纳米过滤器进行反渗透。反渗透作为脱盐水的最佳方式已被广泛接受。传统过滤器由于太耗能在使用中受到了限制。然而，与传统过滤器相比，水通过纳米过滤器所需的压力要小得多，因此使用纳米技术可提高50％的效率。

纳米技术的小尺寸也具有很大的优势。通过这种小颗粒实现的巨大的表面积与体积比意味着材料具有更强的反应活性。这种增强的活性使块体材料与其纳米颗粒状态的预期有不同的物化表现。此外，纳米颗粒还具有极高的迁移率，使其能够在非常快的时间内与大量分子反应。

这意味着，除了脱盐之外，纳米颗粒还可用于去除沉积物，化学流出物，带电粒子，甚至通过释放银离子来杀死细菌。

危害

一些合成纳米颗粒对微生物、植物和动物具有直接毒性，而有些纳米颗粒则可能具有二次风险。例如，在水处理过程中释放以杀死细菌的银离子将破坏生物种群，对整个生态系统产生连锁反应。此外，银离子杀死细菌，减少了一些生物的食物来源。

目前对许多纳米粒子的毒性作用尚未完全了解，特别是它们更强的反应性。这可能导致未经检验和未被识别的相互作用。此外，对这些颗粒在环境中的行为很难正确地跟踪和研究，目前可用于检测和测量纳米颗粒的分析技术不足。

话虽如此，但是目前还没有任何关于人类健康不良反应的报道。纳米技术有很大的好处，特别是在缺水的环境中。然而，为了确定纳米技术是否真的是水处理的理想方法，未来对相互作用的研究尤为重要。这些研究是为了模仿自然环境，例如Fera的E-Flows mesocosm这样的大规模流动中间层。

原文来自：azonano，原文题目：The Future of the Nanoparticle，由材料科技在线团队翻译整理。