奈米物質量測及特性分析技術現階段暴露與風險評估的知識缺口文獻回顧 奈米物質量測及特性分析技術現階段暴露與風險評估的知識缺口文獻回顧 奈米物質量測及特性分析技術現階段暴露與風險評估的知識缺口文獻回顧 奈米物質量測及特性分析技術現階段暴露與風險評估的知識缺口文獻回顧

exposure limit)。

4. 歐盟執行委員會(EC)公佈奈米安全群的概要手冊第二版，協調研究人員的研究工作，建立 研究人員於實際研究期間的聯絡和溝通管道。

5. EC 的歐洲化學品管理署(ECHA, European Chemicals Agency)正編輯 REACH 中及分類標示

包裝法中分類標示包裝法中(CLP, Classification, Labeling, and Packaging)的奈米清單。

6. 聯合研究中心(JRC, Commission's Joint Research Centre)正式啟動奈米物質貯藏庫，提供特 別製備的代表性物質，使每種奈米物質都有一份詳細物化特性的報告。

7. 歐洲議會(European Parliament)呼籲需要在歐盟法規中導入具有全面性科學基礎的奈米物 質定義，以統一奈米物質的定義。

8. 德國風險評估聯邦局(BfR, Federal Institute for Risk Assessment)建議奈米銀不應被廣泛使 用在消費性產品上，但奈米銀工作團體 (SNWG, Silver Nanotechnology Working Group)針 對 BfR 的聲明持不同意見。

9. 經濟部工業局主導推動「奈米標章驗證體系」已邀國內相關學者專家組成工作小組，起草 制定產品規範草案，除一般測試外，也要求進行動物的皮膚刺激性試驗及口服急性毒性試 驗，以確保產品對人體健康及環境安全無潛在的危害。

10. 我國有許多奈米物質由國外進口，添加奈米物質的產品外銷時若未遵守相關之規定，將造 成貿易上的障礙，因此勢必要注意國際間的法規動態。

11. 目前國內尚未特別針對奈米物質作管制，相關的管制法規架構仍有待完成。我國環保署目 前已修訂毒管法將 TSCA 及 REACH 精神納入，將來應會朝奈米物質的管制方向邁進。

12. 為加強作業場所的奈米物質管制工作，建議工業局也可將奈米技術的 EHS 問題列入工廠 輔導計畫中，以協助業者確保奈米產品的安全。

1.2.2 OECD 的指引現況的指引現況的指引現況的指引現況(2010-2011)

1. 經濟合作發展組織在 2010 年 5 月發表工程奈米物質安全測試的樣本準備及計量學的指引 手冊(OECD ENV/JM/MONO(2010)25)，以協助 OECD 贊助國執行工程奈米物質工作小組 的探索性測試計畫。此指引的章節包含工程奈米物質安全測試的樣本準備及計量學的一 般議題及特定考量因子。描述特定考量因子的章節有(1) 物理化學特性；(2) 生態毒性研 究；(3) 降解、轉化及累積；(4) 健康效應等。

2. OECD 會員國針對奈米物質的定義，在 2010 年 7 月 6 日歐盟 SCENIHR 針對奈米物質的 定義尋求大眾的評論之後，作出結論如下：(1) 尺寸一般適合用於描述奈米物質，並為定 義奈米物質時的一個關鍵因素。一個確定的尺寸範圍將有利於統一的解釋。(2) 建議奈米 物質尺寸的下界值為 1 nm。(3) 大眾普遍共識上界值為 100 nm，但是目前沒有科學證據 證明此值的適當性。使用單一的上界值可能會使奈米物質的分類過於受限，可能使用不 同的方法會較合適。(4) 對法規目的而言，吾人應考慮使用平均粒徑和標準偏差的數目粒

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徑分佈來使奈米物質的定義更為完善。(ENV/JM/MONO(2011)12)

3. OECD 代表性工程奈米物質，在 2008 年，WPMN 同意這個贊助計畫下的 14 個代表性工 程 奈 米 物 質 (Representative manufactured nanomaterial) 的 優 先 名 單 ， 以 及 測 試 終 點 (endpoints)的項目表。在 2008 年選定的 14 種代表性工程奈米物質已於 2010 年召開的第 七次工程奈米物質工作小組工作會議(Tour de Table)進行修正，刪除聚苯乙烯 (Polystyrene) 與 碳 黑 (Carbon black) ， 新 增 奈 米 金 微 粒 (Gold nanoparticles) ， 故 共 為 13 種 (ENV/JM/MONO(2010)46)。

4. 建議國內各界執行奈米 EHS 計畫時，參考 OECD 的 WPMN 所發行的報告及指引。透過 國內的技術工作群組 TWA-3 積極參與 OECD 的各項會議，儘早獲得相關的 EHS 資訊，

將來可以考慮參與國內可以主導的 OECD 贊助研究計畫。

1.2.3 奈米物質對環境和健康的影響奈米物質對環境和健康的影響奈米物質對環境和健康的影響 奈米物質對環境和健康的影響

1. 在美國奈米銀以銀膠形式使用有 120 年的歷史，美國目前已有銀的作業場所的閾值及飲 用水的標準值。

2. 銀離子的生物毒性高但是在實際環境下奈米銀易轉換成較無毒的硫化銀且奈米銀占總銀 的比例不高，在實際環境下的奈米銀風險評估時需仔細量測銀的物化特性及不同狀態的 濃度。

3. 奈米碳管對人體的影響較大，目前已有作業場所的暴露限值，在環境中易形成團粒，因 此對環境的影響不見得比其他奈米物質高。

4. 國內的奈米作業人員流行病學研究為重要的奈米 EHS 計畫，除作業人員的健康調查外，

對於作業人員的奈米微粒個人暴露及物化特性的了解可再加強。

1.2.4 奈米物質在環境中的傳輸奈米物質在環境中的傳輸奈米物質在環境中的傳輸、奈米物質在環境中的傳輸、、、轉化及宿命轉化及宿命轉化及宿命轉化及宿命

1. 影響奈米材料傳輸與宿命之因子：聚合作用(Aggregation)、沉降作用(Deposition)、天然 有機質(Natural organic matter)、奈米材料的表面修飾。

2. 水質條件與奈米顆粒本身的特性都會影響顆粒團聚與沉降作用的發生。

3. 由於奈米材料種類、水質化學、顆粒粒徑、濃度、水流流速、填充材料種類、孔隙度、

水力傳導係數等因子的差異，不同研究間不易獲得簡單明嘹的一致性結論。

4. 添加生物可分解之分散劑可加速生物復育的作用(bioremediation)，使零價鐵的物化處理

程序與生物程序相結合，加速污染物的分解。

5. 現階段研究主要著重於天然有機物與奈米材料的交互作用，以及材料表面的修飾作用對 穩定性的影響。

6. 未來的研究趨勢：(1) 奈米材料應用於去除環境中的污染物後，此奈米材料在環境中的 傳輸與宿命對污染物的最終宿命的影響。(2) 用於修飾奈米材料表面所添加之界面活性 劑在環境中的生物可分解性。

7. 轉化程序是值得研究及重視的議題。包括：奈米物質(e.g., Dendrimer)或表面經特定官能 基修飾之奈米物質在環境中的生物可分解性、奈米零價金屬在環境中的最終氧化態形 式、奈米物質與環境因子間的生物/化學性交互作用等。

1.2.5 奈米物質對水生生物及環境生態的影響奈米物質對水生生物及環境生態的影響奈米物質對水生生物及環境生態的影響 奈米物質對水生生物及環境生態的影響

1. 目前已有研究學者整理出純金屬、金屬氧化物及複合金屬等奈米物質的使用現況(Shaw and Handy 2011)，如奈米銀微粒應用在醫藥用品、奈米零價鐵及鋁應用在土壤及地下水 復育等(Bokare and Choi 2009; Grieger et al. 2010)，這些奈米材料在製造、使用及棄置的 過程中往往會釋放到環境中而提高人類及生態生物的暴露風險(Bernhardt et al. 2010)。此 外，奈米材料於建築業及相關工業的應用相當廣泛(Lee et al. 2010)，然而目前關於奈米材 料用於建築相關工業的生命週期分析、暴露途徑及環境衝擊的研究仍非常有限。

2. 奈米微粒釋放進入環境後，最終會轉移進入水域環境，因此如何偵測及量化奈米物質在 水域環境中的流佈濃度為相當重要的議題。目前的研究皆根據奈米材料的使用量及生命 週期作為假設條件，並利用數值模式推估奈米物質在環境中的流佈濃度(Blaise et al.

2008)。然而這些推估結果仍缺乏現地實驗數據證實(Blaise et al. 2008; Gottschalk et al.

2009; Fabrega et al. 2011)。

3. 細菌扮演著使自然元素在生態圈中循環生生不息的重要角色。當許多具有殺菌能力的奈 米材料如 C60、奈米碳管及奈米銀進入生態環境中後，往往會間接造成生態環境的破壞。

目前國際上針對奈米銀微粒的殺菌能力的研究非常完整，本研究於去年的結案報告已完 整的整理出近年來奈米銀對細菌毒性的相關研究，然而針對其它奈米微粒對於細菌的毒 性影響仍須進一步探討。

4. 目前已有學者(Fabrega et al. 2011)針對近年來奈米銀微粒對於水生生物如藻類及脊椎生 物的毒性數據做整理，並指出不同的物種對於奈米銀微粒及銀離子的毒性反應會有些許 差異。此外，亦有學者探討奈米氧化鋅對水蚤的毒性影響(Poynton et al. 2011)，結果發現

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部分奈米氧化鋅會溶解且不會對水蚤產生毒性，然而目前對於鋅離子對生物的有效性 (bioavailability)及毒性影響仍不清楚。

5. 針對奈米微粒對魚類的毒性效應，Shaw and Handy (2011)整理了近十年來的相關研究，

並指出奈米金屬顆粒對魚類的致死劑量約在 µg/L 至 mg/L 濃度範圍間，而奈米銀的及毒 性較其他奈米微粒高，奈米銅次之，其他奈米顆粒如奈米金、奈米鐵、奈米碳及奈米二 氧化鈦等會對不同組織造成不同程度的氧化壓力。總而言之，奈米金屬會對魚類的健康 造成負面的影響，然而最重要的工作在於建立一套標準的生物毒性檢測方法，以進行各 種奈米物質對水中生物的危害性評估。

6. Thomas et al. (2011)開發一套自動化生物毒性檢測系統，可有效的對市售金屬或氧化金屬 奈米微粒進行毒性鑑定及篩選。此系統首先針對奈米材料進行物理化學特性分析，再將 材料特性建立查詢系統後，利用 HTS 毒性篩選(High Through-put Toxicity Screening, HTS) 法測試奈米材料對細胞的損害反應。最後將大量的的細胞毒性資料整合，以熱圖(hot map) 的方式呈現奈米物質的體外危害排序。若將此系統與斑馬魚活體試驗結合，或許能建構 一個快速的奈米材料毒性篩選系統。

目前國內對於奈米物質的生態毒理研究仍十分有限。台灣大學農化系陳佩貞教授利用本 土野外繁殖殖之青鱂魚做為模式生物，並結合分子生物及分析化學技術來探討奈米物質的毒 性作用機制。研究結果顯示對青鱂魚幼苗的急毒性反應由大而小依序是二價鐵離子、奈米零 價鐵、奈米氧化鐵。奈米零價鐵(1-100 mg/L)於含氧水中急遽的氧化還原作用應是造成青鱂魚 幼苗急毒效性的主因。此外，青鱂魚幼苗暴露於 CMC-nZVI、nZVI(25、100 mg/L)7 天後導致 鰓與腸道組織有鐵累積的現象，暴露於 25 與 100 mg/L 之 nFe3O4與 Fe²⁺ 3 天與 5 mg/L 之 nFe3O4

目前國內對於奈米物質的生態毒理研究仍十分有限。台灣大學農化系陳佩貞教授利用本 土野外繁殖殖之青鱂魚做為模式生物，並結合分子生物及分析化學技術來探討奈米物質的毒 性作用機制。研究結果顯示對青鱂魚幼苗的急毒性反應由大而小依序是二價鐵離子、奈米零 價鐵、奈米氧化鐵。奈米零價鐵(1-100 mg/L)於含氧水中急遽的氧化還原作用應是造成青鱂魚 幼苗急毒效性的主因。此外，青鱂魚幼苗暴露於 CMC-nZVI、nZVI(25、100 mg/L)7 天後導致 鰓與腸道組織有鐵累積的現象，暴露於 25 與 100 mg/L 之 nFe3O4與 Fe²⁺ 3 天與 5 mg/L 之 nFe3O4