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奈米科技的健康風險(三):人造奈米材料的健康風險

102/08/20 瀏覽次數 11924
由全美國各地科學家組成之研究團隊針對2種最常見的奈米材料進行研究,並於2013年5月發表於美國國家環境衛生科學研究院的《環境與健康展望》期刊(Environmental Health Perspectives);此研究進一步確認「奈米材料可能引起肺部發炎和損傷。雖然少量吸入似乎不會造成傷害,但奈米材料太廣泛地應用在消費性產品和食物上,使用時仍需有所警覺。」

為了解奈米微粒的可能健康危害,近年來有許多研究報告探討奈米微粒的毒性,這些研究大多是細胞試驗,也有一些動物實驗。通常異物進入呼吸道,停留在上皮細胞的液體上,會被纖毛往喉嚨送出,然後咳出來,或是吞嚥下去,如果異物沒有被清除,進入肺泡後會被巨嗜細胞吞噬,但微粒如果太多,巨嗜細胞無法處理,就會引起一連串的發炎反應,白血球會從周邊血液進入肺泡,除了發炎,表皮細胞也可能受損,如果持續發炎,就會產生纖維化等不可逆的慢性變化。  

奈米微粒進入呼吸道之後,當然也會產生同樣變化,但是與同樣材質的較大粒徑相比,研究顯示奈米微粒的毒性顯然較大,研究也顯示奈米微粒因為總表面積較大,所以發炎反應也比較大,除了表面積,近來的研究顯示奈米微粒的其他特性也與毒性有關,例如氧化鋅奈米微粒的溶解度比較大,可釋出鋅離子傷害細胞,除了溶解度,奈米形狀也跟毒性有關,例如類似石棉纖維狀的奈米碳管。此外,為了提升奈米微粒功能,奈米微粒的表面會加上一些特殊官能基,或是包覆1層其他化學物質,也會改變奈米微粒的毒性。

目前使用比較多的奈米材料,例如:二氧化鈦,炭黑及銀微粒等,在大粒徑的情況下,毒性比較小,但是在奈米粒徑時,在同樣質量濃度下,毒性會變得比較大,所以現行規範較大粒徑的法規,勢必要作修正。除了之前已存在的材料,可以作成奈米粒徑,奈米科技也發展新興材料,例如:碳60及奈米碳管;奈米碳管的強度比鋼鐵還大,但重量很輕,有許多方面的應用,可是奈米碳管跟石棉很類似,長長的纖維,巨嗜細胞無法吞噬及處理,反而會受傷,引起一連串的發炎反應,因為不容易消滅,持續發炎會造成纖維化慢性疾病。目前在各種奈米材料中,奈米碳管的健康危害是大家最關心、重視的;除了奈米碳管,許多材料也做成線狀或是長條狀,具有類似石棉的特性,最近的研究顯示當奈米碳管被注入腹膜或是胸膜腔內,可導致類似間皮細胞瘤的產生,顯然奈米碳管或是類似細長條狀的材料,毒性特別值得注意。

奈米材料的使用時間還不是很久,所以目前的研究報告大多是動物及細胞實驗,但最近還是有奈米微粒造成人體健康危害的案例報告:這個發生在北京某奈米工廠的案例報告指出,共有從事奈米製程的7名女性作業員,發生慢性肺部疾病,其中2名最後死亡,報告指出在這些勞工的肺積水可發現奈米微粒,雖然有人質疑製程中可能含有其他危害成分導致肺部疾病,但這第1件有關人體奈米危害的學術報告,是個重要警訊,奈米材料的潛在危害不容忽視。

目前奈米微粒的毒性報告成長很快,但評估奈米健康風險,除了奈米微粒的毒性,也要考量奈米微粒的暴露程度,目前大家比較擔心的是奈米材料工作場所勞工的暴露;根據美國職業安全衛生研究所的調查報告,目前工作場所的奈米微粒暴露並不高,除非有很強烈的震動,讓奈米粉末飄移起來,所以職業衛生專家通常會建議用溼式或密閉的作業方式,當然操作人員也要遵守作業場所守則,佩戴適當防護具。除了勞工職場暴露,消費者使用奈米化妝品或是食品,是否暴露到奈米微粒,濃度有多少,目前都還不是很清楚,主要也是目前監測奈米微粒的儀器多供實驗室使用,並不適合進行個人暴露評估,所以也需要致力於發展奈米微粒的職場偵測儀器。

奈米科技自2000年起發展快速,我們對奈米材料的了解雖然有很大進步,但對於奈米微粒的特性與毒性的相關還是不清楚,特別是劑量反應關係的研究十分有限,所以如何規範奈米材料的使用,目前只有初步建議,法律規範相當不足,研究仍有待加強。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─電機科技新知與社會風險之溝通」執行團隊撰稿)

責任編輯:林宜平|國立陽明大學科技與社會研究所
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