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奈米科技的健康風險（二）：奈米微粒有毒嗎？

102/08/20 11906

鄭尊仁｜國立台灣大學職業醫學與工業衛生研究所

近年來奈米科技蓬勃發展，市面上有許多標示「奈米」的新產品，從衛浴設備、紡織品、化妝品，再到食品，功能包括：不易玷污，容易去污，殺菌防臭，透明美容，增加食物吸收及包裝防腐等。當材料縮小到奈米尺寸時，許多物理化學特性會改變，也產生許多新用途。

但另一方面，奈米材料的潛在危害也引起大家注意，許多細胞及動物試驗都發現奈米微粒的毒性。奈米毒理學（nanotoxicology）不但是近十年來環境與職業醫學研究的熱門主題，相關研究報告見諸奈米科技的重要期刊，從2007年起，也開始有專門探討奈米毒理學的學術期刊發行。

其實奈米微粒早就存在環境中，奈米微粒的健康危害也有許多報告。例如：「金屬燻煙」常見於電銲工人，當金屬加熱後，產生氣體，遇到冷空氣，就凝結成奈米粒徑的微粒，這些微粒進入呼吸道後，會引起「金屬燻煙熱」（metal fume fever），產生類似感冒症狀，有發燒肌肉酸痛咳嗽等症狀，通常24到48小時這些症狀就會緩解；會引起金屬燻煙熱的物質主要是氧化鋅及氧化銅的微粒，其他成分比較不會造成金屬燻煙熱。

除了金屬燻煙中的奈米微粒，目前生物醫學研究比較完整的，是大氣微粒（ambient particles）的健康效應。微粒空氣汙染物主要是來自發電廠及汽機車的排放物，含有許多大粒徑到小粒徑的微粒，甚至包含奈米粒徑的微粒，這些微粒可以引起許多呼吸道及心血管疾病，包括：氣喘、慢性阻塞性肺病及心律不整、心肌梗塞與腦血管疾病。早期微粒空氣污染探討全懸浮微粒，後來發現大粒徑微粒不會進入呼吸道深處，大概直徑十微米的微粒（PM10）才有健康效應，然隨科學進步，能夠量測較小粒徑微粒，發現粒徑小於2.5微米的細粒徑微粒（PM2.5)，比較容易進入呼吸道，同時因為燃燒產生，攜帶的毒性物質較多，所以環保單位先制訂PM10，隨後又有PM2.5的空氣污染管制標準。

最近研究顯示細粒徑微粒也含有奈米粒徑微粒，奈米微粒可引起較大健康危害，因為同樣質量濃度下，奈米微粒的數目濃度比較大粒徑微粒高，換算成表面積也較大，所以表面可以沾附的各式污染物也較多，此外，微粒的碳核心，在奈米粒徑下，也可能引起發炎反應。

所以奈米粒徑微粒早就存在，只是因以前沒有適當的觀測儀器，所以不知道奈米微粒的存在。不過這些懸浮在空氣中的微粒，特別是細粒徑微粒及奈米微粒，多是燃燒的副產品，並不是刻意製造的，有別於因為發展奈米科技所製造的奈米微粒或是材料。

奈米科技製造的奈米微粒或是材料，多半有特殊用途及功能，根據美國「國家奈米科技計畫」的定義，所謂「人造奈米材料」，三維當中必須是至少有一維是小於100奈米，同時也有特定功能。

基本上，在同樣質量濃度下，表面積較大，所以可以跟身體細胞或是體液接觸反應的面積也相對較大，所以潛在危害應該較大。奈米微粒粒徑小，所以可以深入呼吸道進入肺泡，引起發炎反應，因為粒徑較小，所以也有機會進入周邊血液，然後進入其他身體組織。不過，奈米微粒有個特性，他們會互相碰撞，然後聚合在一起，所以粒徑會變大，經常可以到微米的大小，當然毒性也會變小，但奈米科技要能將這些奈米微粒分開，以保持其特性及功能，所以在發展奈米材料的新用途時，也要多考量其毒性的變化。（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

微粒(6) 科發月刊(5221)

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