基于生命周期的纳米银环境释放及风险评价

发布时间：2020-02-16 18:14

【摘要】：人工纳米银材料及其产品因具有独特的性质而日益受人们的青睐,然而,纳米银在生产、使用、以及最终处置过程中不可避免地释放到环境中,给人类和生态系统带来潜在的危害。目前,有关纳米银的研究主要集中于制备、应用以及毒理等方面,而由于分析检测手段的欠缺及纳米银的不稳定性,使得纳米银在环境中的浓度及迁移转化等研究较少。论文基于生命周期原理,采用物质流方法模拟了2012年我国东、中、西部地区纳米银在不同阶段的释放、迁移,同时对其在地表水中存在的环境风险进行了评价。首先,论文分析并总结了国内外有关纳米材料生产量的估计方法,以全球2012年纳米银生产量为基础,采用发达地区人口数量、工业国家人口数量以及国民生产总值作为参数分别估计了2012年我国纳米银的生产总量,结果分别为81.0t、56.9t、65.3t。与此同时,实际调研了我国34家纳米银生产企业,调研估算的2012年我国纳米银的生产总量约为44.6t。其次,由于我国东、中、西部发展程度不同,论文以我国纳米银生产总量为基础,采用GDP方法估算我国东、中、西部地区纳米银的使用量分别为24.8-45.1t,11.0-19.9t,8.8-16.0t,同时,根据纳米银产品市场研究报告以及纳米银在其产品在使用过程中释放的相似性,确定了纳米银在纤维纺织、化妆品、塑料制品、颜料涂料、医疗用品、陶瓷玻璃以及金属电子等七大类产品中的分配比例分别为15.9%、15.9%、10.2%、23.3%、17.7%、12.4%、4.6%。再次,论文基于文献调研确定了纳米银在生产和加工的释放以及不同类别的纳米银产品在使用过程中的释放。结合纳米银自身性质,纳米银在空气、水和土壤等不同环境介质中的迁移转化以及我国固体废弃物处理处置现状等,计算了我国东、中、西部地区纳米银释放到地表水、土壤、大气以及填埋场中的量,其中,东部地区分别为2.23-4.05t、3.19-5.80t、0.011-0.019t、13.11-23.84t,中部地区分别为0.99-1.79t、1.41-2.57t、0.0046-0.0084t、5.80-10.53t,西部地区分别为0.79-1.44t,1.13-2.06t,0.0038-0.0067t,4.65-8.45t。最后,根据我国东、中、西部地区地理信息数据,计算了不同地区纳米银在地表水、土壤、大气以及垃圾填埋场中的浓度,其中,东部地区分别为3.78-6.86ng/L、18.95-34.41ng/kg、0.0098-0.02ng/m3、14.41-25.98μg/kg,中部地区分别为1.57-2.85ng/L、4.78-8.68ng/kg、0.0028-0.005ng/m3、12.96-23.53μg/kg,西部地区分别为0.58-1.05ng/L、1.81-3.29ng/kg、0.0005-0.001ng/m3、13.26-24.08μg/kg。根据纳米银的生态毒理数据简单估计了不同地区纳米银在地表水中的环境风险概率,其中,东部地区地表水中的风险值范围为0.17-0.22。通过采用单因素敏感性分析得出纳米银在环境中的浓度主要取决于纳米银向环境中释放总量、纳米银自身的性质以及纳米银所处的环境条件。论文的研究结果可为人工纳米材料风险评价等提供科学的研究方法和参考。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;O614.122

【参考文献】