第29卷第6期Vol.29No.6水 资 源 保 护WATER RESOURCES PROTECTION 2013年11月Nov.2013DOI :10.3969/j.issn.10046933.2013.06.001
基金项目:国家自然科学青年基金(51209069,51109058);中央高校基本科研业务费专项(2010B05714)
作者简介:夏俊(1980 ),女,实验师,博士研究生,主要从事人工纳米材料毒性研究三E?mail:hhuhjyxj@https://www.doczj.com/doc/792763196.html,
通信作者:陆光华,教授三E?mail:ghlu@https://www.doczj.com/doc/792763196.html, 人工纳米材料在流动水域中的环境行为与生物效应
夏 俊1,2,陆光华1,2,赵海洲3,丁春琴1,2
(1.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京 210098;
2.河海大学环境学院,江苏南京 210098;
3.中机国际工程设计研究院有限责任公司华东分院,江苏南京 210042)摘要:分析人工纳米材料潜在的环境与生态安全问题,介绍人工纳米材料在水体中的环境行为二人工纳米材料对水生生物的毒性效应的研究现状三针对当前研究的不足,提出应开展不同水动力条件下人工纳米材料环境行为和生物效应影响研究方面研究,揭示水动力作用对人工纳米材料在水体中环境行为和生物效应的影响机理,建立 水动力条件-人工纳米材料环境行为-生物毒性效应”之间的耦合关系,探寻水体中利于降低人工纳米材料生物毒性的适宜水动力条件,为河湖水体中人工纳米材料污染防治提供科学依据三
关键词:人工纳米材料;水动力条件;环境行为;水生生物;毒性效应
中图分类号:X52 文献标志码:A 文章编号:10046933(2013)06000105
Environmental behaviors and biological effects of manufactured nanomaterials in flowing waters
XIA Jun 1,2,LU Guanghua 1,2,ZHAO Haizhou 3,DING Chunqin 1,2(1.Key Laboratory of Integrated Regulation and Resources Development on Shallow Lakes ,Ministry of Education ,
Hohai University ,Nanjing ,210098,China ;2.College of Environment ,Hohai University ,Nanjing 210098,China ;3.China Machinery International Engineering Design and Research Institute Co.,Ltd.,EastChina Branch ,Nanjing 210042,China )
Abstract :Potential environmental and ecological safety problems of manufactured nanomaterials are analyzed,and current research on environmental behaviors of manufactured nanomaterials in natural waters and their toxic effects on aquatic organisms are introduced in this paper.To overcome the shortages of current research,studies should be focused on environmental behaviors and biological effects of manufactured nanomaterials in different hydrodynamic conditions,in order to reveal the impact mechanism of hydrodynamic conditions on environmental behaviors and biological effects of manufactured nanomaterials in flowing waters.The relationships between hydrodynamic conditions,environmental behaviors of manufactured nanomaterials,and toxic effects of manufactured nanomaterials are established to investigate the suitable hydrodynamic conditions for reducing the manufactured nanomaterials’bio?toxicity in flowing waters,providing a scientific basis for pollution control of manufactured nanomaterials in rivers and lakes.
Key words :manufactured nanomaterials;hydrodynamics conditions;environmental behaviors;aquatic organisms;toxic effect 四1四
如何提高生物对污染环境的 适应性能力 一、什么叫生物的适应性 适应性是指生物体与环境表现相适合的现象。适应性是通过长期的自然选择，需要很长时间形成的。比如应激性的结果是使生物适应环境，可见它是生物适应性的一种表现形式。但生物体的有些适应特征(如北极熊的白色、绿草地中蚱蜢呈绿色等等)是通过遗传传给子代的。并非生物体接受某种刺激后才能产生，这与应激性是不同的。下面是几种典型适应性的实例： 1.保护色 动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色，叫做保护色。具有保护色的动物不容易被其他动物发现，这对它躲避敌害或捕猎动物都是有利的。保护色的形式多种多样，如水母、海鞘等水生生物的躯体近乎透明，能巧妙地隐身于水域中；昆虫的体色往往与它们所处环境中的枯叶、绿叶、树皮、土壤等物体的色彩非常相似；生活在草地、池塘中的青蛙是绿色的，活动在山间溪流石块上的棘胸蛙却是深褐色的，而树蛙则随着它所栖息的不同树种而具有不同的体色；生活在北极地区的北极狐和白熊，毛是纯白色的，与冰天雪地的环境色彩协调一致，这有利于它们捕猎动物许多鱼类背部颜色深，腹部色
浅，从上向下看，与水底颜色一致，从下向上看，却又像天空。分割色是保护色的又一种形式，如虎、豹、斑马、长颈鹿身上都有鲜艳的花纹，在光暗斑驳的环境配合下，能使其轮廓模糊不清。某些种类的比目鱼和蜥蜴能随背景变化而改变体色，以保护与环境的协调，这又是保护色的一种形式。还有些动物在不同的季节具有不同的保护色。例如，生活在寒带的雷鸟，在白雪皑皑的冬天，体表的羽毛是纯白色的，一到夏天就换上棕褐色的羽毛，与夏季苔原的斑驳色彩很相近。有些蝗虫在夏天草木繁盛时体色是绿色的，到了秋末则变为黄褐色。 2.警戒色 某些有恶臭或毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹，叫做警戒色。例如，黄蜂腹部黑黄相间的条纹就是一种警戒色。据有人研究，鸟类被黄蜂螫一次，会记忆几个月，当它们再见到黄蜂时就会很快地避开。有些蛾类幼虫具有鲜艳的色彩和斑纹，身上长着毒毛，如果被鸟类吞食，这些毒毛就会刺伤鸟的口腔黏膜，吃过这种苦头的鸟再见到这些幼虫就不敢吃了。又如欧洲有一种塔蛛，腹部呈现红色，其皮肤腺能分泌毒液，当它受到攻击时，其腹部向上，显示红色肚皮以示对天敌的“警告”。其他如瓢虫的斑点，毒蛇鲜艳的花纹等。警戒色的特点是色彩鲜艳，容易识别，能够对敌害起到预先示警的作用，因而有利于动物的自我保护。 3.拟态 某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑，与其他生物或非生物异常相似的状态，叫做拟态。例如，竹节虫的形状像竹枝，尺
题目纳米材料在环境治理的应用 摘要随着工业的不断发展，环境污染日益严重，传统废水、废气处理工艺、方法已不能满足需要。法律制定和新材料的研制刻不容缓。光催化反应的应用研究已在有机物降解、水质处理、环境保护等领域广泛展开,利用日光进行光催化反应是光催化反应应用研究的重要课题。光催化技术为彻底解决水污染问题提供了新的手段。纳米二氧化钛是目前最受人们关注的光催化剂之一。本文介绍了纳米技术在废水处理、大气环境控制和固体废弃物处理中的应用进展情况,并对其应用前景作了展望。全球性的环境污染及生态破坏,许多有毒有害的有机污染物被水体和土壤自净的速度很慢而净化不彻底,并且在水体中存在时间长、范围广,对人类潜在影响很大,如许多有机物或其降解的中间产物具有致癌、致畸、致突变三致性,这些有机污染物采用传统的生物处理工艺已难以去除.迫使人们对环境问题给以足够的关注,并研究和开发出一系列用于环境污染物治理的新技术和新方法,光催化技术作为其中一种新兴的环境净化技术,其实用化的研究和开发已受到广泛的重视。[1] 关键词环境保护纳米技术二氧化钛现状展望大气污染水污染固体废弃物污染 正文众所周知，在整个自然生态系统中，人类仅仅是其中一环。然而，随着经济和科技的发展，人类社会的不断地进步，人类在整个自然生态系统中的影响范围和程度越来越深远。在理性主义和人类中心等价值观和科技进步的双重影响下，人类活动在征服自然的过程中对资源的使用和对生态环境的破坏也达到空前的程度，引发了一系列环境问题。例如当今威胁人类的十大生态环境问题有：人口膨胀、能源危机、大气污染、臭氧层的破坏、生物资源急剧减少、全球变暖、森林减少、土地荒漠化与水土流失、水污染与水资源短缺、危险性废物越境转移。制定了相关法律法规我国大气污染防止法律法规有：1956年5月25日国务院公布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》，70年代《工业“三废”排放试行标准》、《工业企业设计卫生标准》，80年代以来《大气环境质量标准》、《锅炉烟尘排放标准》、《汽油车怠速污染物排放标准》、《钢铁工业污染物排放标准》、《核电厂环境辐射防护规定》，《汽车排气污染监督管理办法1990》、87年颁布《大气污染防治法》、《大气污染防治法实施细则》。国务院和地方各级人民政府在大气污染防治中总的职责：⑴必须将大气环境保护工作纳入国民经济和社会发展计划。⑵必须合理规划工业布局。“预防为主”，从源头治理大气污染。⑶必须加强大气污染防治的科学研究。⑷必须采取防治大气污染的措施，保护和改善大气环境。如煤炭洗选加工、改进城市燃料结构、推广高标号无铅汽油等。 ⑸采取有利于大气污染防治及相关的综合利用活动的经济、技术政策和措施。⑹各级人民政府应当加强植树造林、城市绿化工作。水污染防止的法律规定：《生活饮用水卫生标准（试行）》、《渔业水质标准（试行）》、《农田灌溉水质标准（试行）》；2、1984年《水污染防治法》（1996年修改）；3、1989年《水污染防治法实施细则》（2000年修改），《污水综合排放标准》等。 防治固体废物污染环境的法律规定：1、72年《海洋倾废公约》；2、85年《关于开展资源综合利用若干问题的暂行规定》；3、89年《控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约》等；4、91年《防治含多氯联苯电力装置及其废物污染环境的规定》；5、92年《防治尾矿污染环境管理规定》；6、92年《关于防治铬化合物生产建设中环境污染的若干规定》；7、92年《城市市容和环境卫生管理条例》；8、93年《城市生活垃圾管理办法》；9、95年《固体废物污染环境防治法》；10、96年《关于进一步开展资源综合利用的意见》。 防止海洋污染损害的法律规定：1974年颁布《防止沿海水域污染暂行规定》 ；1982年颁布《海洋环境保护法》（1999年修改）；为实施该法，国务院先后颁布了；《防止船舶污染海域管理条例》；《海洋石油勘探开发环境保护管理条例》；《海洋倾废管理条例》；《防止拆船污染环境管理条例》；《防治陆源污染物污染损害海洋环境管理条例》；《防治海岸工程建设项目污染损害海洋环境管理条例》等，
第三章生命活动的调节(14课时) 第l课时 3.1 环境对生物行为的影响(一) 学习目标 1.学会观察并描述动物、植物的各种行为。 2.收集有关动物节律行为的资料。 3.了解环境因素对动物行为的影响。 课堂学习设计 [课前练习] 1.青蛙、蛇、熊的冬眠，是对寒冷的冬天缺少食物、低温的一种适应。 2.燕子低飞要下雨，是因为下雨前气压比较低，昆虫无法飞高。所以下雨前，燕子的低飞现象是受环境因素中的食物、气压的影响。 3.大雁总是在每年的冬至，排着整齐的队伍向南飞。影响大雁定期南飞的因素，是自然界的哪一种节律性变化 ( C ) A.昼夜变化节律 B.月相变化节律 C.季节节律 D.以上三个同时作用 4.课前布置调查。 (1)到自然界里去走走看看，将观察到的有趣的生物行为记录下来； (2)到动物园去，询问管理员各种动物有哪些有趣的行为； (3)上网调查，整理动物的有趣行为，分析、探讨动物各种行为产生的原因。 [科学探究] 一、环境对动物行为的影响 1.举例。 燕子低飞要下雨。蚂蚁堵洞将下雨，你能说出原因吗? 下雨之前，由于气压比较低，虫子无法飞高，燕子为了吃到虫子要低地飞行。 下雨之前，由于空气的湿度比较大，蚂蚁能感受到空气湿度的增加，为了防止雨水流进洞内而有了堵洞的行为。 2.举例。 青蛙、蛇到冬季要冬眠。你能说出原因吗? 青蛙、蛇是冷血动物，由于体温不能调节，一到冬季，由于外界温度比较低，使青蛙、蛇的体温也很低，生命活动受到了影响，所以要冬眠，保存能量，维持生命。 3.仔细观察课本图3—3，说明猫头鹰和老鼠有什么行为? 白天进洞休息，晚上出来活动觅食。 思考:是什么因素使猫头鹰、老鼠有这样的行为呢? 白天和晚上主要的差异是光照和温度、湿度、食物等等。 4.动物的节律性行为——“生物钟”。 (1)影响因素:昼夜变化节律、月相变化节律、季节节律。 (2)动物的节律性行为: ①猫头鹰、老鼠等昼伏夜出——昼夜变化节律； ②候鸟的迁飞、鱼类的洄游、动物的生殖，每年具有固定的时间——季节节律； ③鱼的繁殖——月相变化节律。
纳米技术在环境保护中的应用 纳米技术具有极大的理论和应用价值，纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。 纳米技术研究在0．1．100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。广义的纳米材料 是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围。或以其为基本单位所构成的材料。纳米 材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性，众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生 深远的影响。 一．纳米技术在水处理中的应用 1）纳米催化剂 目前用于水处理的纳米催化剂，主要指光催化剂，如Ti02,Cd5,ZnO等，其中TiO:因其活性高、稳定性好、对人体无害而最受重视。Matthews等P1曾对水中34种有机污染物的光催化降解进行研究，结果表明该方法可将水中的烃类、卤代物、轻酸盐表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂等污染物转化成CO;和H2O等无害物质。利用纳米光催化剂光催化降解有机废水是其最重要的用途之一纳米TiO:玻璃薄膜光催化剂，可将玫瑰红B催化降解为C02,H 20及一些其它的简单无机物。用溶胶一箭胶法制备的8层粒径为21.2nm的锐钦矿T102(存在于玻璃薄膜中)，在(28-0.5)℃和振摇条件下，可使初始浓度为9.87 x 10“一10.46‘10 6的玫瑰红B在150min内的降解率达到80%多(以高压汞灯为光源)，反应速率对时间和浓度均为一级反应[21。用纳米二氧化钦粉末催化降解苯酚水溶液和十二烷基苯磺酸钠水溶液，在多云的条件下，光照12h,浓度为0.5mg/L的苯酚已降解为零，浓度为lmg几的十二烷基苯磺酸钠也基本降解137。采用纳米二氧化钦催化降解技术来处理纺织工业污水，省钱、高效、节能，最终能使有害有机物完全矿化，且不存在二次污染 2）处理无机污染废水 污水中的重金属对人体的危害很大，重金属的流失也是资源的浪费。纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原能力同。如纳米TiO：能将高氧化态汞、银、铂等贵重金属离子吸附于表面，井将其还原为细小的金属晶体，既消除了废水的毒性，又回收了贵重金属。 3）处理有机污染废水 大量研究表明纳米TiO：等作为光催化剂，在阳光下催化氧化水中的有机污染物。使其迅速降解。至今为止己知纳米TiO：能处理80余种有毒污染物，它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质图。例如Pintar等在间歇式反应器中纳米Ru／TiO：作催化剂，对酸性或碱性牛皮纸漂白废水进行光催化降解，废水中的有机总碳TOC的去除率可达到99．6％，并使废水完全脱色。经光催化湿空气氧化处理后的工厂废水对弧菌的毒性的实验表明，用该方法处理后的工厂漂白废水完全可以进一步生物降解。 4）自来水的净化处理 新型纳米级净水剂r7的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂AI：0，的10～20倍，能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀，然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置，有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味等。再经过由带有纳米孔径的处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后，可以100％除去水中的细菌、病毒。得到高质量的纯净水。这是因为细菌、病毒的直径比纳米大，在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时，会被过滤掉，水分子及水分子直径以下的矿物质、元素则保留下来。 二。纳米材料在大气污染治理方面的应用 1）空气中硫氧化物的净化 二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体，如果在燃料燃烧的同时加
第二章第一节环境对生物的影响 学习目标 1、举例说出影响生物生存的环境因素。 2、举例说明生物之间有密切的联系。 3、体验探究的一般过程，学习控制实验变量和设置对照实验。 4、实验中能认真观察和记录，并积极参与合作交流。 学习过程： 一、情境引入： 鱼儿离不开水，蚯蚓生活在土壤中，若让他们对调，结果会怎样？ （从而引出“环境”的概念。） 列举常见生物生活的环境。指出这些环境是由非生物因素和生物因素决定的。 二、自主探究，合作交流 学习任务一：探究非生物因素对生物的影响 1、自学P17“探究” 分析、讨论、归纳出探究的一般过程。 2、阅读教材P18，小组探讨“对照实验”的概念以及“变量”的含义。 3、 探究实验设计。探究光对鼠妇生活的影响：各组讨论并制定探究方案，注意方案中实验变量的探制。 4、分组进行探究，注意实验数据的记录和实验结论的总结。 5、 问题探讨：⑴怎样确定试验结果的不同只能是由“光”引起的？ ⑵只用一只鼠妇行吗？为什么？ 6、试验拓展: 探究湿度对鼠妇的影响。 7、除光外还有哪些环境因素，学生举例并谈及认识。 学习任务二： 说明生物因素对生物的影响。 1.“螳螂捕蝉，黄雀在后。”这形象说明了生物之间的什么关系呢？ 2.学生阅读教材总结生物之间的三种常见关系。 三、归纳总结 ★（1）影响生物生活的环境因素可分成两类：_______和 _______。 生物因素是指________________;非生物因素是指____________. ★（2）生物之间常见的关系有:_________如：______________;__________ 如： ___________;________________如：________________. ★（3）科学探究的一般过程是从________、_________开始的，实验方案的设计要紧紧围绕_________________来进行。 ★（4）对照实验：在研究____________时，所进行的 ___________________ ， _____________________的实验叫做_______________。 ★（5）探究“光对鼠妇生活的影响”时，提出的问题是__________________ 做出的假设是________________得出的结论是_________________ 做完实验后，应把鼠妇 _______________ （6）实验过程中，为了降低鼠妇对新环境的不适应，在盘内______________； 怎样处理才能在盘内形成阴暗和明亮两种环境？ 此时形成________________________，变量是__________； （7）两侧______放_______ 数目的鼠妇，____分钟统计一次明亮处和阴暗处的鼠妇数目，统计_____次。 ★（8）要计算出全班各组第10次数据的_________，目的是__________________ 实验中不是用1只鼠妇做实验，而是用10只鼠妇做实验，目的是______ 五、学习检测 (一) 1．乳山是美丽的海滨城市，有着丰富的藻类植物资源，海湾浅水处长绿藻，深处长褐藻；再深处长红藻。海洋植物的这种分布主要受哪种因素影响? A ．温度 B ．阳光 C ．盐分 D ．气体 2．“螳螂捕蝉，黄雀在后”这句话描述了生物之间的( )关系。 A ．合作 B ．竞争 c ．寄生 D ．捕食 3．在探究“鼠妇的生活是否受土壤湿度的影响”实验中，实验变量是（ ） A ．光照 B ．土壤湿度 C ．土壤温度 D ．土壤中的无机盐 4、荔枝不能在北方种植的主要原因是（ ） Ａ.北方温度较低 Ｂ.北方降雨量少 Ｃ.北方光照不足 Ｄ.北方土壤贫瘠 5、在稻田中，影响其生活的非生物因素有（ ） ①阳光 ②杂草 ③水分 ④土壤 ⑤田鼠 ⑥空气 ⑦蝗虫 ⑧蚜虫 Ａ.①②⑤⑥ Ｂ.③④⑦⑧ Ｃ.①③④⑥ Ｄ.②⑤⑦⑧ 6、天空中，越是高处，鸟的种类和数量越少。决定此现象的非生物因素是（ ） Ａ.光照 Ｂ.水分 Ｃ.空气 Ｄ.温度 7、下列生物中属于竞争关系的是（ ） A ．水稻和稗草 B ．猫和老鼠 C ．人和猪 D ．蚂蚁和蚱蜢 8、我们在养花的过程中，经常给花浇水、施肥、松土、阳光照射，天冷了还要把花搬进室内，而且一个花盆中要栽种适量的花卉，这都体现了生物生存所需的基本条件，请选出正确的对应顺序（ ） ①营养物质 ②空气 ③阳光 ④温度 ⑤生存空间 ⑥水分 A ．⑥①②③④⑤ B ．①②③④⑤⑥ C ．②③④⑤⑥① D ．⑥②③④⑤①
1.小尺寸效应：当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，对于晶体其周期性的边界条件将被破坏，对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小，这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化，这称为小尺寸效应 我的理解是尺寸小了就会出现一些新的现象、新的特性。从理论层面讲主要是由于尺寸变小导致了比表面的急剧增大。由此很好地揭示了纳米材料良好的催化活性。 2.表面效应：是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。 其实质就是小尺寸效应。球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积／体积）与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。当尺寸小于0.1微米时，其表面原子百分数激剧增长，甚至1克超微颗粒表面积的总和可高达100平方米，这时的表面效应将不容忽略。 3. 量子尺寸效应：当粒子尺寸降低到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为分立能级和纳米半导体微粒的能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。 可否直接说连续的能带变成能级。 宏观量子隧道效应：微观粒子具有穿越势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，例如微粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，故称为宏观量子隧道效应。 表面与界面效应 这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10纳米时，微粒包含4000个原子，表面原子占40%；粒子直径为1纳米时，微粒包含有30个原子，表面原子占99%。主要原因就在于直径减少，表面原子数量增多。再例如，粒子直径为10纳米和5纳米时，比表面积分别为90米2/克和180米2/克。因为表面原子数目增多，比表面积大，原子配位不足，表面原子的配位不饱和性导致大量的悬空键和不饱和键，表面能高，因而导致这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合。这种表面原子的活性不但易引起纳米粒子表面原子输运和构型的变化，同时也会引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。纳米材料由此具有了较高的化学活性，使得纳米材料的扩散系数大，大量的界面为原子扩散提供了高密度的短程快扩散路径，如金属纳米粒子在空中会燃烧，无机纳米粒子会吸附气体等等。（2）小尺寸效应 当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，它的周期性边界被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，从而使其声、光、电、磁，热力学等性能呈现出新的物理性质的变化称为小尺寸效应。例如，铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电；绝缘的二氧化硅颗粒在20纳米时却开始导电。再譬如，高分子材料加纳米材料制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性，可以高效率地将
纳米材料四大效应及相关解释 四大效应基本释义及内容： 量子尺寸效应：是指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同。 小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列新奇的性质。 表面效应：球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应。 宏观量子隧道效应：当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。 四大效应相关解释及应用： 表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积(表面积/体积)与直径成反比。随着颗粒直径的变小比表面积将会显著地增加。例如粒径为10nm时，比表面积为90m2/g；粒径为5nm时，比表面积为180m2/g；粒径下降到2nm时，比表面积猛增到450m2/g。粒子直径减小到纳米级，不仅引起表面原子数的迅速增加，而且纳米粒子的表面积、表面能都会迅速增加。这主要是因为处于表面的原子数较多，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同所引起的。表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱
3.1 环境对生物行为的影响 【教学目标】 1．知识与技能 了解环境因素对动植物行为的影响。 2．过程与方法 学会观察并描述动植物的各种行为，收集有关动物节律行为的资料；能列举掌握的感应现象。 3．情感、态度与价值观 感受大自然中生物总是与其环境相适应。 【教学重难点】 重点：植物的感应性现象 难点：列举与环境相适应的动植物的行为 【教学用具】 教学课件、图片、视频 【教学方法】 以讲授法为主 【课时安排】 1课时 【教学过程】 1新课导入 师：生物有许多有趣的行为，如青蛙要冬眠，鸟儿会迁徙等。影响生物行为的因素很多，其中环境因素就与生物行为有着密切的联系。像刚刚老师举的例子青蛙要冬眠，鸟儿要迁徙，你们知道是什么环境因素影响了他们的行为吗？ 生：季节变换导致温度变化。 师：恩，对是天气要素中的温度影响了他们的行为，通过对第二章内容的学习我们知道动物的很多行为与天气变化也就是环境因素有关，那你知道还哪些动物的行为变化与天气变化有关呢？ 生：燕子低飞要下雨，蚂蚁堵洞将下雨……. 师：对，同学举的燕子要低飞，蚂蚁堵洞将下雨，这些动物的行为都与空气的湿度变化有关。老师这里有很多谚语讲的是环境变化影响动物的行为，同学们能连起来吗？
师：据这些例子我们知道外界环境因素会影响生物的行为。 2讲授新课 师：我们知道外界环境会影响生物的行为，正是因为外界环境变化了，生物就要改变他们的行为来适应环境，如长在沙漠中的植物一般情况下叶片较小，这是因为他们要适应沙漠缺水的环境。那其他的生物在外界环境改变的时候会做出什么适应性的行为呢？ 师：刚刚上课老师说鸟儿会迁徙，那鸟儿是每时每刻都在迁徙吗？ 生：不是 师：那鸟儿迁徙一般是出现在什么时候呢？ 生：秋天 师：对，鸟儿在每年的秋天会由北方飞往南方过冬，他们的这种行为是不是很有规律，也就是很有周期性呢？ 生：是 师：那为什么鸟儿会出现这种有周期性的行为变化呢？ 生：因为季节的变化也是有周期性的 师：恩，因为鸟儿迁徙的这种行为与季节的变化是有关系的，由于季节的变化是有周期性的，所以鸟儿的行为变化也是有周期性的。我们把动物因为外界环境的周期性变化而表现出行为的周期性变化的现象，称为节律性行为。动物的节律性行为可以分很多种，刚刚老师说的鸟儿迁徙的行为称为季节节律。螃蟹会在退潮之后到海边觅食这是月相变化节律，这里的月指的是月亮，因为我们的涨潮和落潮是和月亮有关的，所以被称为月相变化节律。还有一种节律性行为叫做昼夜节律，很多动物都有昼夜节律，比如说我们人类自己，白天要活动，晚上要睡觉休息，这是我们人类随昼夜的变化而表现出的节律性行为，那猫头鹰随昼夜的变化会表现出怎节律性行为呢？ 生：白天休息，晚上活动。 师：那猫头鹰为什么会表现出这种节律性行为呢？ 生：因为温度和阳光。 师：对，因为白天气温很高，晚上的气温相对较低，而且猫头鹰在晚上的视力会比白天好有利于猫头鹰捕获猎物。再加上猫头鹰的食物老鼠也是昼伏夜出的 师：好，通过前面的学习我们知道了动物会对外界环境因素的变化而做出相应的反应，那植物会不会对外界环境的变化做出反应呢？
纳米功能材料及应用 课题：纳米功能材料与环保姓名：黄永兴 学号：09021039 班级：材料92 书院：崇实书院 学院：材料科学与工程
学校：西安交通大学 时间：2010年五月 前言 纳米技术具有极大的理论和应用价值，纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”。纳米技术研究在0.1~100nm尺度范围内物质具有的特殊性能及其应用。广义的纳米材料是指在三维空间中，至少有一维达到纳米尺度范围，或以其为基本单位所构成的材料。纳米材料具有辐射、吸收、杀菌、吸附等特性，众多研究表明这些新特性将在环境保护领域产生深远的影响。本文就纳米材料及其在环境保护领域的应用进行了阐述。 关键词：纳米材料、环境保护、纳米TiO2 一、纳米材料及其性质 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。 从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在０.１微米以下（注１米＝1000毫米，１毫米＝1000微米，１微米＝1000纳米，１纳米＝１０埃），即１００纳米以下。因此，颗粒尺寸在１～１００纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。纳米氧化铝显白色蓬松粉末状态，晶型是γ-Al2O3。粒径是20nm；比表面积≥160m2/g。粒度分布均匀、纯度高、极好分散，其比表面高，具有耐高温的惰性，高活性，属活性氧化铝；多孔性；硬度高、尺寸稳定性好，具有较强的表面酸性和一定的表面碱性，被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。极好分散，在溶剂水里面；溶剂乙醇、丙醇、丙二醇、异丙醇、
【课题】第七章生物与环境第一节生物与环境的关系 一、环境对生物的影响（2课时） 【教学目的】 〖基础知识〗 了解—使学生了解生态学的概念； 理解—理解生态因素的概念；理解非生物因素和生物因素对生物的影响； 掌握—掌握生物的种内关系和种间关系 〖能力培养〗 培养学生的观察能力和运用所学知识、分析解释自然界生物与环境的关系的能力 〖思想情感〗 帮助学生树立辨证统一的思想观点；培养学生的环保意识 【教学目标】 使绝大多数学生能理解生物因素和非生物因素对生物的影响；掌握生态因素、种内关系、种间关系。 【教学重点】 各种生态因素对生物的影响； 【教学难点】 生物的种间关系 【教学方法】 引导发现法 【教学用具】 电脑多媒体 【教学过程】 1.介绍什么是生态学？ 生态学—研究生物与环境之间相互关系的科学。 2.问：生物与环境之间存在着什么样的关系呢？（边引导学生从熟悉的动植物入手找出生物与环境之间的关系；然后引导学生对这些关系进行归类，边板书） 第一节生物与环境的关系 一、环境对生物的影响 生态因素—环境中影响生物的形态、生理和分布等的因素。 阳光 非生物因素：温度 水 互助 种类关系斗争 共生 生物因素：寄生 种间关系竞争 捕食 今天我们来学习各种非生物因素对生物的影响： 3. 阳光： 问：同学们知道阳光对生物有哪些影响吗？ 阳光对生物的生理和分布起着决定性作用。（文化大革命中曾流行过一首歌—…万物生长靠太阳…） 光的强与弱对植物：如松、杉、柳、小麦、玉米等在强光下生长好；人参、三七在弱光下生长
光的有与无对植物：海面200米以下，植物就难于生长 光照时间的长短：菊花秋季短日照下开花；菠菜、鸢尾在长日照下开花 阳光影响动物的体色：鱼的背面颜色深；腹面颜色浅 光照长短与动物的生殖：适当增加光照时间可使家鸡多产蛋 4.温度：动物生活的温度一般在-2℃~50℃ 植物的南北栽种： 对动物形成的影响：同一种类的哺乳动物生长在寒冷地带，则体大，肢体伸展较小； 对动物习性的影响：冬眠—蛇、蛙等变温动物；夏眠—蜗牛； 洄游： 迁徙； 季节性换羽： 5.水分： 6.其它：如土壤的理化特性 7.生物因素 自然界的生物，不仅受到非生物因素的影响，而且还受到来自周围生物对他的影响 种内关系： 种内互助—社会性昆虫的群居性生活：成群的麝牛围成一圈保护雌牛和小牛 种内斗争—同种个体之间，由于食物、栖所、寻找配偶或其它生活条件矛盾而发生斗争的现象。鲈鱼的成鱼在食物缺乏时，就会以本种幼鱼为食；蝌蚪过于密集时就会使肠道排出的一种有毒物质来限制幼小或弱小个体的生长 种间关系： 共生—两种生物共同生活在一起，互惠互利或对一方有利但对另外一方也无害；分开后至少有一种不能正常生活，两种生物间的这种关系叫~。 寄生—一种生物寄居在另一种生物体表或体内，从那里吸取营养物质来维持生活，这种现象叫~。竞争—两种生物生活在一起，由于争夺有限的资源、空间等而发生斗争的现象叫~。[大小两个种的草履虫的争斗] 捕食—一种生物以另一种生物为食的现象~。 8、生存斗争、种内斗争、竞争的关系 生存斗争—达尔文解释生物进化的一种理论。指的是生物个体（同种或异种）之间以及生物与无机环境（如干旱、寒冷）之间的斗争，赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象。 种内斗争—同种生物不同个体之间为了生存的争斗。 竞争—不同物种之间为了生存而进行的斗争。 9
§2 几种重要的环保纳米材料 2.1 纳米TiO2 2.1.1 在治理有机污染物方面的应用 纳米TiO2光催化剂能有效地降解有机污染物，其机理就是通过催化剂表面产生的强氧化性的自由基致使有机物氧化分解．最终使之矿化。因这种氧化作用无选择性，且有较高的分解效率，所以环境中的多种有机污染物均可被氧化分解而消除。 2.1.1.1 卤代有机化合物 卤代有机化合物包括卤代脂肪烃、卤代芳香烃和卤代脂肪酸等。这类物质在美国和欧共体公布的环境优先污染物黑名单中占有相当大的比例。由于其种类繁多、应用广泛、对人类和其他生物毒性较强、对自然环境污染严重，因而研究其催化降解条件、机理及治理方法均具有重要的现实意义。Willie和Prudent等人分别用普通TiO2粉末进行了卤代脂肪烃、卤代有机酸和卤代芳烃的光催化降解实验研究，并详尽探讨了光催化降解机理。1992年，李田等人对饮用水中9种卤代有机物进行了光催化降解的实际和模拟研究，并得到了9种卤代有机物的光催化降解半衰期，结果表明饮用水中多种有机物被同时去除，水质得以全面改善。2.1.1.2 染料 农药分为除草剂和杀虫剂，大都是有机磷、有机氯及含氮化合物。它们在大气、土壤和水体中停留时间长，危害范围广，且难以降解，故其在自然界的环境化学行为深受人们的关注。1999年，郑巍等人研究了由CMC—Na附载普通TiO2光催化降解农药的过程，降解率达50％以上，降解速率符合一级动力学方程，并探讨了以自然光为光源催化降解咪呀胺的可行性。1996年，陈士夫等人以四异丙醇钛为原料，用S—R法制备的TiO2，胶体，经烧结后生成的粉末附载于玻璃纤维．对有机磷农药进行了光催化降解研究。结果表明，浓度较低的有机磷农药在375W中压汞灯照射下短时间内被完全分解为磷酸根，效果显著。光催化分解农药的优点是它不会产生毒性更高的中间产物，这是其他方法所无法相比的。2.1.1.4 表面活性剂 表面活性剂在工农业和人们生活中有着广泛的应用，已对水环境造成严重污
第一节生物与环境的关系 知识目标： 1．举例说出水、温度、空气、光等是生物生活的环境条件。 2．举例说明生物和生物之间的亲密关系。 3．举例说出生物能适应和影响环境。 能力目标： 体验探究的一般过程，模仿控制实验变量和设计对照实验。 情感目标： 形成爱护实验动物的情感。能够认真观察、记录，并与小组其他同学合作和交流。 1．生物与环境的相互影响。 2．探究非生物因素对某种动物的影响。 1．探究实验设计要点。 2．探究活动的组织和实施。 教学设计(设计者：) 图中有两只狐，一只生活在北极，另一只生活在非洲沙漠。请你推测：哪一只是北极狐？哪一只是沙漠狐？为什么同是狐，它们的形态却不同呢？(PPT3) 1．教师明确任务，学生独立自主学习。 自主活动一：阅读分析教材P12～17内容，结合教材中图形，回答学生用书有关题目。 自主活动二：阅读分析教材P14～16的内容，回答学生用书有关题目。 2．教师巡回检查学生学习效果。学法指导：实验法、控制实验变量。 3．对学生学习的效果展示和交流。 4．学生自我矫正错误、增强对知识的认识与记忆。 1．两人合作探究 学生完成学生用书有关题目。 2．小组合作探究 问题(1) ①非生物因素有哪些？举例说明。 ②生物之间存在哪些关系？ ③生物和环境之间是什么样的关系？ 问题(2) ①科学探究的基本步骤有哪些？ ②如何来设置科学探究中的对照实验？ 完成“光对鼠妇生活的影响”探究活动。 通过探究活动，学生合作交流分析得到：(1)影响生物生活的环境因素可以分为二类：一类是光、温度、水、空气等非生物因素，一类是生物因素。在自然界中，各种因素影响着生物，生物在生存和发展中不断适应环境，同时也影响和改变环境。(2)对照实验中要保证变量是唯一的。 3．师生互动 问题：哪个鱼缸更适合鱼的生长？ (PPT4) 教师点拨、示例讲解问题：影响生物生活的环境因素可以分为二类：一类是光、温度、水、空气等非生物因素。(PPT5～7)
环境污染对生物的影响 环境污染是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境结构和功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。环境污染有不同的类型，按环境要素可分为大气污染、水体污染和土壤污染。 造成环境污染的污染物发生源称之为污染源。污染源又可分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源、生活污染源等。其中工业污染源是指在原料生产、加工过程、燃烧过程、燃烧过程、加热冷却等过程中所使用的生产设备都有可能成为工业污染源。农业污染源是指在农业生产过程中对环境造成有害影响的农田和各种农业设施。交通运输污染源是指对周围环境造成污染的交通运输设施和设备。这类污染源是运行中发出噪声引起振动、运载的有害物的泄露、汽油柴油煤油燃料燃烧等。生活污染源主要是城市化造成的，由于城市人口密集，是人类消费活动集中地。消费能源排出废气可以造成大气污染，排出的生活污水(包括粪便)可以造成水体污染，城市排出的厨房垃圾、废塑料废纸、金属、煤灰可以造成环境污染。 污染物排入环境后经过环境的迁移、分布、扩散、转化，并通过不同的途径进入生物机体。污染物进入生物机体后，经过生物体内的代谢，一些污染物被代谢成无毒的物质排出体外，另一些污染物或一些污染物的代谢产物通过在生物体内浓缩积累和放大，对生物产生不利影响。污染物对生物机体的最早作用是从生物大分子开始的，然后逐步在细胞----器官----个体---种群----群落----生态系统各个水平上反
映出来。 （1）污染物在生物化学和分子水平上的影响 ①污染物对生物体酶的影响 ◆污染物对酶辅助因子的影响 一些污染物能与酶的辅助因子相互作用，从而使辅助因子失活，影响到酶的活性。例如氰化物等能与细胞色素酶中的铁离子相互结合，形成稳定的络合物，而抑制细胞色素的酶活性，使其不能传递电子，则细胞内的氧化代谢过程中断，使机体不能利用氧，出现窒息性缺氧。 ◆对酶活性中心的影响 污染物还能和酶的其他活性基团结合。例如，汞和砷与某些酶的活性基团结合就很牢固，从而使酶失去活性。 ◆破坏酶的结构 有些污染物能取代酶分子中的某些成分，从而使酶失去活性。 ◆与酶激活剂作用 有些酶需要激活剂才能表现出活性，酶激活剂往往是金属离子，凡是能与激活剂作用的污染物都能抑制酶的活性。 ◆污染物与基质竞争同种酶而抑制酶的作用 污染物与底物具有相似的结构，也能和酶形成复合物。从而与底物竞争没得活性中心。 ②污染物对生物大分子的影响 污染物对生物大分子的影响主要表现在以下方面：
纳米材料在环境保护方面的最新应用进展 (一)纳米材料在环境保护方面的最新应用进展 1 噪声污染控制 飞机、车辆、船舶等发动机工作的噪声可达到上百分贝，容易对人造成危害，但当机器设备等被纳米技术微型化以后，其互相撞击、磨擦产生的交变机械作用力将大为减小，噪声污染可得到有效控制。运用纳米技术开发的润滑剂，既能在物体表面形成永久性的固态膜，产生极好的润滑作用，得以大大降低机器设备运转时的噪声，又能延长它的使用寿命。 纳米粒子的抗摩减摩机理主要通过以下3条途径实现：①类似“微轴承”作用，减少摩擦阻力，降低摩擦系数；②在摩擦条件下，纳米微粒在摩擦副表面形成了一个光滑保护层； ③填充摩擦副表面的微坑和损伤部位，起修复作用。 纳米微粒添加剂的作用机理不同于传统添加剂，与其本身所具有的纳米效应有关，在摩擦过程中，因摩擦表面局部温度高，尤其在高负荷下，纳米微粒极有可能处于熔化、半熔化或烧结状态，从而形成一层纳米膜。另外纳米微粒具有极高的扩散力和自扩散能力(比体相材料高十几个数量级)，容易在金属表面形成具有极佳抗摩性能的渗透层或扩散层，表现出“原位摩擦化学原理”(In-situ tribochemical treament)。这种机理认为，纳米添加剂，尤其在高负荷条件下它们的润滑作用不再取决于添加剂小的元素是否对于基体是化学活性的，而很大程度上决定于它们是否与基体组分形成扩散层或渗透层和固溶体。纳米添加剂的这一性能，解决了润滑油和燃油添加剂设计上长期依赖S、P、Cl等活性元素的状况，同时解决了S、P、Cl对基体金属造成的腐蚀和带来的环境问题。 2 固体废弃物处理 纳米技术及材料应用于固体废弃物处理，其优越性主要体现在以下两个方面：首先，纳米级处理剂降解固体废弃物的速度快。例如，纳米TiO2降解固体废弃物的速度为常规TiO2的10倍。其次，利用纳米技术可以将橡胶塑料制品、废旧印刷电路板制成超细粉末，除去其中的杂质，将其作为再生原料回收。在日本将废橡胶轮胎制成粉末用于铺设运动场、道路以及新干线的路基等。因此，纳米技术可在很大程度上缓解固体废弃物给环境带来的巨大的压力也可以减轻填埋等传统方式所带来的二次污染。 3 自清洁涂料 最近发现，TiO2在紫外光照射条件下，表面结构发生变化而具有超亲水性，停止紫外光照射，数小时或7d后又回到疏水性状态，再用紫外光照射，又表现出超亲水性。采用间隙紫外光照射，可使表面始终保持超亲水性状态。此特性可用于表面防雾及自清洁等方面。镀有TiO2的表面因为其超亲水性，使油污不易附着，即使有所附着，也是和外层水膜结合，在外部风力、水淋冲及自重作用下能自动从涂层表面剥离，从而达到防污和自清洁的目的。将TiO2的光催化性能和超亲水性结合应用于玻璃、陶瓷等建筑材料，在医院、宾馆和家庭中具有广阔的应用前景。 4 光催化消毒剂 纳米TiO2经光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧类能与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生化反应，使细菌头单元失活而导致细胞死亡，并且使细菌死亡后产生的内毒素分解。实验结果表明，将TiO2涂覆在玻璃、陶瓷表面，经室内荧光灯照射1h后可将其表面99%的大肠杆菌、绿脓杆菌、金色葡萄球菌杀死。这种瓷砖若用于医院，则覆着于墙面上
环境对生物的影响 一、设计的指导思想 联合国教科文组织在一份报告中指出：“将来的文盲是没有学会学习的人。”新形势下，教师上课的重点不应局限于让学生“学会，更要着眼于使学生会学。”本设计将整节课设计为一个探索过程，旨在促进学生积极主动的获取生物科学知识、体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力培养学生的创新精神。同时通过本节课学习，增进学生热爱大自然、重视环境保护的情感。 二、教学内容分析 本节课内容是北京版义务教育课程改革实验教材《生物》第四册第十六章第一节，与第二节《生物对环境的适应和影响》共同阐述了环境与生物的相互关系这个主题。在教材编排上注重了学生的主动参与获取知识重视了学生探究意识的培养，并为下一内容“生物与环境组成的统一整体——生态系统”打下基础。 教学重点：描述环境对生物的影响，培养学生的分析能力。 教学难点：启发诱导学生分析资料、表达自己的观点。 三、学情分析 通过对达尔文的“自然选择学说”学习，同学们已经认识到环境对于生物的进化又决定性的影响，但是学生对于环境的具体含义以及环境中所包含的诸多因素并没有深入的认识。因此学生对本节课有一定的主动学习意识。教学中抓住这一点对学生进行自主学习的学法指导，有利于学生学会学习。 四、教学目标 1、知识目标 （1）知道各种生物生活环境都是由生物因素和非生物因素组成的。 （2）说出自然环境中非生物因素的主要类别，列举各种非生物因素对生物生活的影响。 （3）说出自然环境中生物因素的主要类别，举例说明种内关系和种间关系。 2、能力目标 （1）学会解读生物图片提供的信息，进一步强化处理知识信息的能力。 （2）通过典型事例的分析，增强抽象思维能力的训练。 3、情感目标 （1）体会生物生活离不开环境，增强环保意识。 （2）从种内关系、种间关系，体会各种事物之间的内在联系，增强辩证唯物自然观。 五、教学策略 整节课设计为在教师引导下，学生分组合作，通过分析资料进行科学探究最终全班相互交流，得出本课时的结论。 六、教学媒体 1、教师充分利用多媒体展示相关的生物图片、视频。 2、学生收集相关的文字或图片资料。 七、教学过程
纳米材料的特性及其环境保护的应用 黄翔化学工程学院材料091 摘要概述纳米材料的特性及其环境保护的应用。纳米材料具有表面与界面效 应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。根据纳米材料的吸附和光催化作用，综述了纳米材料在废水处理、废气处理、固体垃圾处理、环境监测等方面的应用。关键词纳米材料特性环境保护吸附 纳米技术是20 世纪80 年代迅速发展起来的一门交叉性综合学科，包括纳米材料和纳米结构两部分。纳米材料是指平均粒径在纳米量级（1～100nm）范围内的固体材料的总称。纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应影响物质的结构和性质。人们发现，当物质被粉碎到纳米微粒时，所得的纳米材料不仅光、电、磁特性发生变化，而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新的特性。发展纳米技术已成为世界性的重大科学技术活动。 Application of Nano-material in Environment Protection Abstract: The adsorption and ray catalyze performance of nano-material is briefly introduced.The application of nanomaterial in waste water disposal,air pollution,solid rubbish disposal and environment monitoring is stated.The development in application in environment protection is also proposed.、 keywords: nano-material; environment protection; adsorption; catalyze 1基本概念 纳米材料 1992年国际纳米材料会议对纳米材料定义如下:一相任一维的尺寸达到100 nm 以下的材料为纳米材料[1]。由此可知,纳米材料的几何形状既可以是粒径小于100 nm的零维纳米粉末,也可以是径向尺寸小于100 nm的一维纳米纤维或二维纳米膜、三维纳米块体等。纳米材料的材质可以是金属或非金属;相结构可以是单相或多相;原子排列可以是晶态或非晶态。当物质进入纳米级后,其在催化、光、电、热力学等方面都出现特异化,这种现象被称为“纳米效应”。橡胶工业常用的纳米材料以非金属类为主,可分为金属氧化物(如氧化锌、三氧化二铝、二氧化钛、三氧化二铁等)和无机盐类(如轻质碳酸钙和陶瓷)。 2纳米材料的特性