碳纳米管在水净化中的毒性真相：透视图

背景

获得清洁安全的水是一项基本人权。不幸的是，全世界有 7.8 亿人，特别是在发展中国家，无法获得淡水设施 [1]。碳纳米管 (CNT) 已成为用于水净化的最重要的纳米材料 (NM)。它可以去除几乎所有的三种污染物，即有机污染物、无机污染物和生物污染物[2]。这是因为它们的表面积大、纵横比高、化学反应性更强，同时成本和能量更低。在过去几年中，大约有 736 公吨的碳纳米管被用于能源和环境应用，而且这个数字还在不断增加 [3]。尽管存在潜在的人类和环境风险，但没有系统的方法来评估在水净化中使用碳纳米管的相关风险，这种情况需要紧急关注。

大量文献研究表明，碳纳米管作为吸附剂、复合材料或催化剂、传感器、膜和工程纳米材料的轻率使用是分别有 6.0% 和 5.5% 的碳纳米管从废水处理厂 (WWTP) 和垃圾焚烧厂泄漏的主要原因[3]。或者，碳纳米管可能会从处置阶段流失到土壤 (14.8%) 和空气 (1.4%) 中，最终可能会逃逸到淡水体中。这些环境碳纳米管 (E-CNT) 的影响尚不清楚 [4]。我们之前的研究显示了 E-CNT 是如何被转化的 [5]。可以改变碳纳米管以抵抗生物降解、增加细胞摄取、反应性和对陆地、水生和空中动植物群的毒性。因此，社会观念可能会受到不利影响，并且可能会面临禁止碳纳米管的公众压力，因为碳纳米管具有与石棉相似的病理作用 [6]。所有证据表明，公众对 NMs 一无所知，并且对 CNT 潜伏效应持积极态度。

事实上，NMs 的经济可持续性可能取决于应用于该部门的适当风险权重 [7, 8] 或更定量的方法 [9]。我们关于 CNT 安全方面的文献研究表明存在以下总结的知识差距：

• 除英联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) [10] 外，尚无针对碳纳米管的通用安全指南。

• 虽然 CNT 在职业环境或初次接触中作为“固体基质”处理，但优先考虑风险评估，但在二次接触或环境途径方面发现了广泛的知识差距。

• 对碳纳米管风险的估计主要基于先前的假设，较少关注碳纳米管在水净化技术中的理化特性等重要影响因素。

尽管环境保护署 (EPA)、经济合作与发展组织 (OECD)、欧盟 (EU) 和疾病控制与预防中心 (CDC) 等许多组织一直在监测对环境安全的影响NMs，他们仍然对 E-CNTs 持“观望”态度。鉴于知识差距，在这里，我们假设了几个重要的新风险评估和 E-CNT 安全问题的控制测量，如图 1 所示。我们强调 CNT 的物理化学特性，例如尺寸、形状、直径、质量、纵横比、电荷、稳定性、控制水中聚集和分散性的功能，这可能会影响 E-CNT 的命运和毒性水平。如图 1 所示，特定的风险问题与 CNT 在水净化中的特定应用有关。估算特定应用的 CNT 风险评估和管理将有助于了解全球情景并彻底修改现有的 CNT 安全指南；因此，可以保证碳纳米管的纳米安全性。

纳米安全时钟。顺时针旋转与水净化中的主要 CNT 风险测量有关。这些主要风险将在本文后续章节中详述

方法

碳纳米管 (CNT) 是由石墨的蜂窝状晶格层包裹成管状的单层或多层纤维材料 [11]。精确的结构排列和顺序赋予它们多种有益特性，例如超轻、高表面张力和高纵横比 [12]。单壁碳纳米管 (SWCNT) 由单个石墨烯壳的圆柱形组成，而多壁碳纳米管 (MWCNT) 由多层石墨烯片组成 [13, 14]。两种类型的碳纳米管都已用于直接海水淡化和间接去除使海水淡化过程复杂化的污染物[15]。

重要的是要了解并非所有的碳纳米管都是有毒的，改变形状、尺寸和组成会改变碳纳米管的纳米毒性 [16]。长纤维长度 (> 20 μm) 超过巨噬细胞长度的 CNT 不能被巨噬细胞吞噬，导致吞噬作用低下，这会阻止它们从系统中清除，造成有害影响。一般而言，许多研究表明，较长的长度和较大的直径比较小的具有更大的毒性 [16]。此外，在碳纳米管合成过程中可以控制的碳纳米管的长度和直径是决定生命周期和毒性的另一个主要因素。不同类型碳纳米管的毒性见表1。

与风险评估研究相关的碳纳米管的生命周期和释放剂量

CNT 生命周期可以分为六个阶段，如图 2 所示，这与它们的处理量和分散状态有关 [17, 18]。第一阶段是碳纳米管制造，在密闭的炉子中进行，没有氧气侵入；因此，碳纳米管的暴露量很低。然而，碳纳米管暴露可能发生在熔炉维护和碳纳米管的手动处理过程中。第二阶段涉及中间产品的制造，例如母料和 CNT 分散溶液。尽管第 2 阶段的设备规模和处理量小于生产线，但 CNT 粉末工艺中的搅拌可能会增加其释放到环境中的速度。机械磨损（磨损和皮重）和物理化学老化（腐蚀或热影响）可能导致碳纳米管的释放。第三阶段是产品的制造，通过利用在第二阶段制造的临时含 CNT 产品，将减少对 CNT 的直接处理。然而，此阶段可能会在溶液干燥和油漆固化过程中将一些碳纳米管释放到空气中。 CNT 生命周期的第四阶段是产品的加工过程，其中将物理或热应力施加到复合产品上，由此 CNT 与基础聚合物结合，并且预计从这种复合材料中释放出的游离 CNT 非常低。第五阶段是消费者对碳纳米管产品的使用，最后第六阶段是碳纳米管产品的处理或回收[17, 18]。

CNT 生命周期。 CNT生命周期相关风险评估研究[18, 61]

跟踪 CNT 产品的生命周期可能会导致确定在何种情况下可能会从应用中释放 CNT。例如，通常嵌入聚合物基质中以增强机械强度、导电性等的 CNT 不会被释放。然而，涉及聚合物基质的光反应、水解、氧化和热解的聚合物降解可能会将碳纳米管释放到环境中 [19]。降解速率受聚合物的结构特征以及控制过程的外部来源（例如物理、化学和生物试剂）的影响。此外，Wohleben 等人。 [20] 通过比较释放的碎片及其随后的体内危害来研究纳米复合材料的生命周期。作者发现，在正常机械使用（例如风化、正常使用阶段和打磨）下，纳米复合材料与不含纳米填料的传统对应材料相比，其毒性没有显着差异。此外，Wohlleben 等人。 [21] 还分析了与纳米增强轮胎相关的纳米材料在使用过程中通过机械应力或化学应力从纳米材料中释放的碳纳米管。作者报告说，与水洗到地表水的情况相比，在道路上的情况下，受刺激的胎面磨损会释放出更多的碎片，这表明只有协同老化应力才会导致显着的释放。

Girardello 等人进行的研究。 [22] 关于水生无脊椎动物水蛭（Hirudo medicalis ) 分析了在短 [1, 3, 6, 12] 和长 (1 至 5 周) 时间段内暴露于多壁碳纳米管的急性和慢性免疫反应。在暴露的水蛭血管生成和纤维增生中发生了大量的细胞迁移。此外，使用特定标记物的免疫细胞化学表征表明，单核细胞和巨噬细胞 (CD45 ⁺ 和 CD68 ⁺ ) 是这些炎症过程中受影响最大的细胞。这些免疫活性细胞的特征在于一系列事件，这些事件始于促炎细胞因子 (IL-18) 的表达和淀粉样蛋白生成。作者还证实，水蛭暴露溶液中的氧化铝低于饮用水中人类健康的可接受水平[22]。此外，EDS分析表明，在水蛭组织中未检测到铝、钴和铁等金属。该实验发现，水蛭的反应是由 MWCNT 引起的，而不是由暴露溶液中存在的金属氧化物引起的 [22]。此外，穆勒等人。 [23] 记录了当将 MWCNT 以每只大鼠 0.5、2 和 5 毫克的剂量引入大鼠气管时，在单次气管内给药 3 天后，所有剂量下都会导致炎症和纤维化反应。徐等人进行的研究。 [24] 发现 0.5 ml MWCNTs (500 μg/ml) 在 9 天内五次插入大鼠肺部导致肺泡巨噬细胞和纵隔淋巴结中存在 MWCNTs。

上述过程（例如 CNT 合成、中间体生产、进一步加工、产品使用、回收过程和最终处置）可能发生在产品生命周期的所有阶段 [25]。在废水处理过程中残留的碳纳米管可能会通过化学物质与某些污染物之间的反应形成多种副产品。在日常室内活动中通过摄入饮用水、吸入和皮肤接触长期接触这些化学物质可能对人类造成癌症和非癌症风险[26]。

很少有研究调查碳纳米管在环境中的归宿或其半衰期；重要的是要考虑 ENM 是否在不同媒体之间转换或传输，如果是，则需要考虑什么时间尺度。众所周知，碳纳米管的性质和行为可以改变，有时甚至是非常彻底的改变，这取决于它们遇到的环境，由它们的物理化学性质决定，包括它们的表面官能团和物理形式。对环境的影响将由碳纳米管的新兴特性和一系列可能的机制控制，包括溶解物种的释放、钝化、物种的局部消耗或生物体直接吸收碳纳米管。此外，通过了解碳纳米管的理化性质对其毒性的影响，可以最大限度地减少碳纳米管的负面影响。例如，Wang 等人进行的一项研究。 [27] 关于通过 pluronic F108 涂层降低多壁碳纳米管的肺纤维化潜力，发现涂层能够赋予多壁碳纳米管分散并减少这些管在体外和完整动物肺中的促纤维化作用。这种效应的机制有能力防止巨噬细胞和可能的其他细胞类型中的溶酶体损伤。作者提出PF 108涂层可作为一种安全的多壁碳纳米管设计方法应用于药物输送和成像等生物医学领域[27]。

总之，要评估 CNT 的环境影响，重要的是在使用前和暴露于不同介质后准确表征它们；纳米材料与环境之间界面的现象学对于进行长期预测尤其重要。几乎没有关于 ENM 如何与环境介质相互作用的信息，并且在该领域只报道了一些研究。为了制定合适的产品设计、安全的制造路线和有效的报废处置策略，有必要了解碳纳米管释放到环境中的命运和意义。

碳纳米管在水净化中的关键事实

吸附剂

碳纳米管是一种流行的水净化吸附剂，但有必要对其安全性进行一些评论。通常，需要大量的碳纳米管来吸附极高浓度的水污染物。因此，有必要了解部署了哪些类型的 CNT 以及使用了多少。不同的 CNT 个体可能具有不同的理化特性，应该访问这些特性。市场上有超过 50,000 种不同类型的 CNT [28]，它们具有不同的长度、形状、电荷等，这些都体现了环境中材料的复杂性。另一方面，原始 CNT 本身存在问题，因为它们的一般杂质 [29]，例如会造成纳米安全问题的金属和含碳物质。因此，科学家们已经使用不同的方法纯化和功能化碳纳米管 [30, 31]，但最近的一项研究表明，此类碳纳米管会增加活细胞对金属的吸收和毒性水平 [32]。

吸附水污染物会改变碳纳米管的特性，例如孔径和体积、表面电荷或能量、稳定性、疏水性和功能性 [33]。首先，各种有机水污染物如腐殖酸和单宁酸（TA）的吸附改变了碳纳米管的特性并增加了其在环境中的稳定性。亨等人。在 Suwannee 河水中发现了具有吸附有机物的稳定 CNT [34]，这与对乌克兰萨汉河中稳定富勒烯的研究一致 [35]。透射电子显微镜 (TEM) 图像表明 CNT 在 TA 吸附时尺寸较厚，并导致单个 CNT 从束中分离 [36]。表面活性剂吸附到碳纳米管上也可以发现类似的现象，这会改变纳米管在水中的分散性 [37]。这些研究假设稳定的碳纳米管在从污水处理厂释放到水环境中后可能会被运输并随后沉积，从而导致活细胞对 E-碳纳米管的潜在吸收。其次，吸附在碳纳米管上的无机金属如 Fe、Cd、Ni、As 和 Hg 在颗粒内可能具有更大的反应性和毒性。研究发现，含有 Fe 和 Ni 等金属离子的 CNTs 对活细胞的毒性更大 [38]。此外，生物吸附剂，尤其是微生物，有可能改变污水处理厂中碳纳米管的表面特性。例如，一些细菌胞内酶催化羟基自由基的形成（ ^• OH) 或 H2O2 通过氧化还原反应生成羧化 (C)-CNT [39]。这会将疏水的原始碳纳米管转化为亲水的碳纳米管，影响它们的聚集并使它们的处理变得极其困难，并且管子很难在污水处理厂中固定。一些酶降解了 C-CNT [39, 40] 并转化了短的 CNT 片段以促进随后在环境中的运输。因此，污染物（例如有机、无机和生物）应以不改变 CNT 特性的方式去除。应检查吸附被切割、研磨、剪切和撕裂后是否有覆盖的CNT。在此基础上，可以预测碳纳米管再利用对污染物吸附的适宜性。

高级氧化过程的催化剂

可以通过多种方式测量作为催化剂复合材料的 CNT 风险。首先，使用钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钼、铑、钯、银、镉、铂、金、汞等金属及其氧化物通过物理和/或化学吸附使碳纳米管合金化是不稳定;有可能将大量金属颗粒释放到环境中。其次，每种掺杂金属都有自己的特定特性，这些特性可能会影响母体 CNT 的特性，并最终影响复合材料的整体行为。例如，Fe 常用于磁化 CNT 催化剂以方便回收，这可能会产生影响细胞活力的羟基自由基 [41]。这些可能会影响纳米安全风险评估策略，在制定安全指南之前，应考虑最终复合材料的生物相容性、健康风险和毒性问题。第三，使用 CNT 复合材料对微生物进行消毒很重要。 CNT-Ag-TiO2 已显示出直接的抗菌作用，并广泛用于破坏细菌细胞壁 [42]。然而，这种处理可能是致命的，因为一些细菌，尤其是蓝藻，可能会释放更多有毒化合物，即微囊藻毒素，同时通过 CNT 进行净化 [2]。第四，使用碳纳米管金属催化剂对持久性有机污染物进行光降解和催化湿空气氧化 (CWAO) 会产生各种降解产物和/或其中间体，这些产物和/或其中间体可能比其母体化合物毒性更大，对健康有害[43]。因此，在假设 CNT-金属复合材料用作光催化剂和催化湿空气氧化剂是完全安全的之前，还应牢记降解产物的反应性、毒性和在环境中的归宿。最后，科学家需要从掺杂金属中分离出母体碳纳米管以进行回收。尽管干式或湿式切割技术可用于切割和/或研磨 CNT 复合材料 [44]，但很有可能会产生游离的短 CNT/金属碎片气溶胶。地表水和土地将是任何 CNT 大气释放的最终目的地，应谨慎对待。因此，在液体介质中处理 CNT-金属复合材料或在处理时设置抽气通风将是有帮助的。

CNT在传感器制造中的应用

将碳纳米管用作生物传感器的电极使用起来相对安全。水与 CNT 电极直接接触的可能性很小。但是，可以遵循一些风险度量。首先，一维碳纳米管通常与二维纳米管结合，尤其是石墨烯，以实现高导电性和机械柔韧性。这种上层结构具有不同的物理化学特性 [45] 并造成不同的环境危害，应谨慎测量。其次，聚（二烯丙基二甲基氯化铵）（PDDA）功能化的碳纳米管在电化学生物传感器中非常常见。 CNTs-PDDA 是有害的，因为聚合物影响了细胞活力和溶血 [46]。最后，脱氧核糖核酸 (DNA)、适体、酶和蛋白质等生物分子已广泛固定在碳纳米管上，用于检测有机、无机和生物水污染物。这些生物分子的优选固定方法是物理吸附而不是共价修饰，以保持 CNT 的完整性和生物分子的构象，从而实现高导电性。然而，这种系统不稳定和不耐用，因为从系统中浸出的生物分子通常对人体有毒。因此，生物传感器的质量及其风险量化完全取决于生产最终产品所采取的策略。

碳纳米管在膜生产中的应用

CNT 作为单独的膜本身很受欢迎，称为垂直排列 (VA)-CNT 膜。相比之下，混合基质 (MM)-CNT 膜可以通过将 CNT 掺杂到现有的聚合物膜中来生成，例如用于增强分离过程的反渗透 (RO)、纳滤 (NF) 和超滤 (UF)。因此，研究人员经常将 CNT 膜归类为 RO、NF、UF 和纳米增强膜 [47]。这是不可接受的——至少从纳米安全的角度来看，因为 CNT 膜不同于 RO、NF 和 UF 膜。根据国际纯粹与应用化学联盟 (IUPAC) 和国际标准化组织 (ISO)，膜只能根据它们排斥的水污染物的大小进行分类 [48, 49]。 RO 和 NF 膜在扩散时净化水，而 UF 膜保留悬浮的水颗粒。相比之下，碳纳米管膜同时容纳溶解离子和悬浮固体，也已用于气体分离 [50]。有机聚合物是 RO、NF 和 UF 的组成部分； CNT是碳同素异形体。与传统膜相比，碳纳米管膜通常用其他纳米颗粒（如 TiO2、Ag 和 Fe3O4）进行功能化，这些纳米颗粒可能具有不同的物理化学性质。因此，传统的 RO、NF 和 UF 风险评估不能应用于 CNT 膜。人们应该考虑与 CNT 膜技术相关的传统风险和新出现的风险。因此，作为膜工艺的 CNT 安全指南应该基于唯物主义和应用的观点，而不仅仅是基于科学家给出的术语的不一致使用。 CNT膜的分类应该严格审查，以便根据风险评估和法规对其进行监管，因为没有明确的技术定义就不可能制定法律。

工程纳米材料

工程碳纳米管在水净化方面取得了非凡的成就 [51]。据计算，全世界约有 1100-29,200 公吨/年的工程纳米材料 (ENM) 作为废水从污水处理厂排放 [52]。数小时和数天后，此类 ENM 将成为天然水资源中更大的聚集体。因此，ENM 的成功使用需要根据其形状、尺寸、电荷、团聚等新特性来实施安全指南 [53]。 ENM 不寻常的反应性是因为它们的表面和量子效应具有不同的光电子学和机械性能 [54]。由于其各种毒理学结果，需要验证这些特性。工程化碳纳米管的命运取决于其界面特性，如吸附、反应性、附着力、内聚力和润湿性，还受水化学的调节，如 pH 值、污染物混合物等 [54]。具有适当功能的工程碳纳米管充当不同天然水成分可以锚定的附着点。这种修改将促进碳纳米管从束中分离，单个碳纳米管将从污水处理厂泄漏。因此，在经过碳纳米管处理的水中可以发现受污染的废水。由于材料的复杂性，通常很难测量碳纳米管的毒性。科学家们使用“一刀切”等假设来测量这些复杂的新型材料的毒性现象。存在知识差距和缺乏科学数据。需要一些想法来精确验证和检查每个 ENM 的毒性水平。除了湿实验室工作外，我们还可以预期使用一些计算工具，例如定量构效关系 (QSAR) 模型来对具有一致理化特性的 ENM 进行分类。这将有助于利益相关者了解整体风险热点，并使他们能够选择可以安全使用的组合。科学家还可以为要在污水处理厂中使用的每个 ENM 设置阈值。

一锅组合技术

科学家们通常更喜欢开发“One-Pot”技术，将不同的水净化技术集成在一起，实时处理多种水污染物[5]。在纳米安全方面跟踪这种组合可能是一项艰巨的工作。据我们所知，尚未对这种混合技术进行毒性测试，因此可能需要测试是否有任何环境危害。显然，每个单独技术的风险评估都应该与其他技术相关，这样人们就可以在没有进一步评估的情况下实施控制。 “One-Pot”组合净水技术的总风险可计算如下：

碳纳米管的职业暴露风险

然而，含有工程纳米材料 (ENM) 的产品数量和产量的增加将导致在产品的制造、使用、洗涤或处置过程中更多地释放到环境中 [55]。简单地说，纳米技术似乎是一个安全的行业，因为迄今为止报告的问题很少。然而，这些 ENM 的最不利影响可能会随着时间的推移变得明显，并且由于它们在日常生活中的普遍使用而提供类似于含石棉产品的责任。 ENMs 作为潜在的职业和环境危害可能会引起健康和安全问题 [56]。正如 NIOSH 报道的那样，七名工人在使用包含未定义纳米颗粒 (NPs) 混合物的化学糊剂工作后出现了低氧血症和严重的肺部疾病。在职业健康暴露风险方面，已有数据提供证据表明，一名工人在使用金属电弧工艺将镍 NP 喷涂到涡轮轴承的衬套上时死于呼吸窘迫综合征。不幸的是，纳米技术行业对 ENM 的使用基本上保持沉默，政府监管机构也没有出台严格的指导方针。因此，有必要评估ENMs的毒性并了解其对人类健康可能的益处或不利影响。

CNT 的作用似乎与其给药或暴露的方法相关 [16]。更新的可用标准是针对石棉规定的，其中允许暴露限值 (PEL) 为 8 小时时间加权平均值 (TWA) 内每立方厘米 0.1 纤维，偏移限值 (EL) 为每立方厘米 1.0 石棉纤维。 30 分钟的时间。雇主必须确保没有人受到超过此限制的风险。监测工作场所或工作活动以检测石棉暴露是否达到或高于 PEL 或 EL 对于有暴露风险的工人至关重要 [43]。

多项研究报告称，碳纳米管暴露于呼吸系统可能导致哮喘、支气管炎、肺气肿和肺癌。值得注意的是，一些工厂可能由于缺乏工业卫生标准而灰尘较多 [4]。使用粉状碳纳米管或含有碳纳米管细颗粒的混合物可能会造成吸入风险。许多关于吸入暴露的实验研究有助于评估碳纳米管对呼吸道的影响和确定暴露限度。动物研究表明，长期职业暴露于空气中的 CNT 物质可能导致肺部严重病变 [4]。

结果与讨论

CNT 的功能化非极性内部结构对极性水分子具有很强的吸引力，并排斥盐分和污染物。伴随着低能耗、防污和自清洁功能，碳纳米管膜成为传统水处理技术的非凡替代品 [47]。原始的碳纳米管通常由各种金属催化剂、灰分和碳质试剂组成，这些碳质试剂作为碳纳米管对多种水污染物的额外吸附位点。杂质是用于识别纳米管孔径、形态和影响或抑制吸附行为能力的因素之一 [57]。在不影响原始纳米管完整性的情况下减少和去除杂质是基于 CNT 的水净化应用的主要挑战之一 [5]。 Several methods have been applied to get intact CNTs such as filtration, high-temperature annealing and repetitive centrifugation, but the methods are still unable to completely remove the CNTs [5, 58, 59].

Besides CNT purification, manipulation of CNT solubility in the water system is one of the major impeding factors in water purification technology. As an example, pristine CNTs are insoluble in water due to their hydrophobic graphite sheet [5]. In order to counter this shortcoming, a covalent modification has been applied whereby hydrophilic substituent is introduced using wet chemical treatment. Another method is non-covalent modification which complements the surfactant wrapping that is widely used to increase CNT solubility in water or different aqueous media [60]. CNT contamination in the environment could occur when nanotubes leaked from the water purification column during operation and directly flows into surrounding water resources. These CNTs have a high chance to react with various biomolecules present in the water system which possibly could generate toxic effects to the surrounding aquatic environment [5]. Even though CNTs could offer efficient water purification technologies, the potential environment effects need to be critically analysed in order to estimate risk and develop safety guidelines in the use of CNT materials in water treatment systems.

结论

Ensuring clean and safe water facilities, preserving our environment and avoiding societal nanophobia are some of the challenges faced by scientists and those involved in the use of nanomaterials. We must ensure the connectivity of each step in the handling, use, disposal and fate of CNTs in water purification technologies. At present, there is a paucity of methods and criteria for accurately measuring CNT risks and hazards. It is apparent that there is a need for solid regulatory frameworks that address and specifically manage the potential risks of nanotechnology. This regulatory framework should address the challenges faced in identifying and characterizing the nanomaterial form and its impact on human health and the environment. Our case-by-case, in-depth risk assessment procedures based on the nanomaterial’s structure-property relationships will help in understanding CNT behaviour in WWTPs and their subsequent release into the environment. With the help of these relationships, a universal safety guideline can be developed to accurately address risk estimates of CNTs in future water purification applications.

缩写

CDC:

Centre for Disease Control and Prevention

CNTs:

碳纳米管

CSIRO:

Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization

CWAO:

Catalytic wet air oxidation

E-CNTs :

Environmental CNTs

EPA:

Environment Protection Agency

EU:

European Union

IUPAC:

International Union of Pure and Applied Chemistry

MM:

Mixed matrix

MWCNTs:

Multi-walled carbon nanotubes

NM:

Nanomaterial

OECD:

Organization for Economic Co-operation and Development

PEL:

Permissible exposure limit

QSAR:

Quantitative structure-activity relationship

SWCNTs：

Single-wall carbon nanotubes

TA:

Tannic acid

TEM：

透射电子显微镜

TWA:

Time-weighted average

WWTP:

Waste water treatment plant