理化性質是農藥管理及風險評估的起點，從監(jiān)管角度出發(fā)，分析納米材料的相關物理化學特性，并對其進行適當?shù)谋碚?，對納米材料后續(xù)的安全性評價和風險評估都至關重要。

OECD人造納米材料工作組（WPMN）列出了17種可用于描述納米材料的理化特性，主要歸為以下4類：物理鑒別、化學鑒別、表面性質以及與環(huán)境和暴露相關的性質，具體包括：形狀、松散聚合體（agglomeration）及聚合體（aggregation）狀態(tài)、水溶性及分散性、結晶狀態(tài)、粉塵、晶體大小、有代表性的電子顯微鏡圖片、干燥狀態(tài)和相關介質中的粒徑分布、比表面積、zeta電位(表面電荷) 、表面化學、光催化活性、傾倒密度、孔隙率、氧化還原電位及自由基形成的可能性等。對于正辛醇-水分配系數(shù)，盡管納米材料在脂肪或水介質中的分布和歸趨信息非常重要，但OECD認為納米材料的分布不受基本機制的支配，而正辛醇-水分配系數(shù)測試則是針對這些機制開發(fā)的，其結論是在大多數(shù)情況不應將正辛醇-水分配系數(shù)用于評估納米材料。

2014年WPMN發(fā)布了《人造納米材料物理化學特性和測試準則專家會議報告》（OECD 2014 第41號）。該報告為評估納米材料的松散聚合體和聚合體，確定納米顆粒大小、表面積、孔隙率和表面反應性等提供了指導，并對現(xiàn)有的OECD測試準則如何適用于納米材料理化性質測試，以及是否有必要更新或制定新的測試準則和/或指導文件等內容進行了具體分析。但明確在解決涉及納米材料的具體測量問題之前，需要解決有關計量學和納米計量學的一般事項。

對于松散聚合體和聚合體，OECD 認為松散聚合體用于描述結合力較弱的顆粒，聚合體用于描述結合力較強的顆粒，但二者之間的界限取決于具體情況，OECD建議在參考現(xiàn)有ISO標準方法的基礎上，制定一個關于分散、聚集與聚合的新試驗準則，對聚合體中主要顆粒數(shù)目、聚合體的粒徑分布和平均粒徑等進行測定。另外，Zeta電位是決定納米顆粒是否結塊、聚集、沉降、絮凝或保持懸浮狀態(tài)的關鍵因素，且測量Zeta電位以確定等電點與納米材料的歸趨和暴露性質及其相關，因此也有必要在參考現(xiàn)有ISO標準方法的基礎上制定新的試驗準則。粒度則為納米顆粒的毒理學研究提供了必要的計量基礎。與非納米級材料相比，納米顆粒尺寸與天然生物大分子的尺寸相似（DNA雙螺旋直徑為2納米），遷移到人體組織和生物體中的能力增強，因此有可能對生物過程造成干擾，導致額外的健康問題。

但粒徑測定方法需要基于一系列不同的物理原理來確定粒徑和粒徑分布，OECD在報告中列出了球體、非球體和環(huán)境、健康和安全（EHS）樣品的首選納米粒子尺寸和納米粒子尺寸分布測量方法。報告同時討論了孔隙率、表面積及表面電荷等與納米材料表面化學相關的其他理化參數(shù)。與非納米材料相比，納米材料的表面積（相對于體積）要大幾個數(shù)量級，因此，表面分子和功能團的特性更有可能主導整體的生物互動，表面化學是決定納米材料危害的一個重要因素。

表1：OECD正在制定的納米材料理化性質測試指南。

表 2：OECD已發(fā)布的與納米材料理化相關的其他文件

OECD 討論認為納米材料監(jiān)管在理化領域的疑難點主要在于：

首先，需要對納米材料在干燥狀態(tài)、在相關介質中的懸浮狀態(tài)，以及在暴露于器官和細胞后的狀態(tài)進行分開表征，且目前對于產(chǎn)品理化性質與其特定負面影響的關聯(lián)性理解并不完善，需要針對不同種類納米材料分別制定理化性質資料清單，并將與其可能導致的負面影響進行對應。

其次，在納米材料的全生命周期管理過程中，依據(jù)其顆粒大小及形狀的不同，其理化性質可能在環(huán)境或生物暴露過程中發(fā)生變化，如聚合性、表面電荷、表面積、溶解性和降解等，從而導致產(chǎn)品的安全性數(shù)據(jù)隨之發(fā)生改變。

再者，用蛋白質和其他生物大分子包裹做成的納米懸浮液，因大分子的組成比較復雜且不斷變化，意味著在不同的環(huán)境介質中，包裹大分子的數(shù)量和類型都有可能不同。這種大分子的表面吸收可以改變納米材料的內在性質，以及在細胞和器官中的吸收和歸趨。因這種交互關系的復雜性，也會為相關數(shù)據(jù)的產(chǎn)生增加難度。

最后，同一納米材料不同的生產(chǎn)企業(yè)之間甚至同一生產(chǎn)廠家不同的批次之間產(chǎn)品理化性質差別可能會較大。因其可能對產(chǎn)品安全性數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，所以需要格外關注，例如多層納米管在長度、金屬含量、聚合性以及表面化學上的變化都會對毒理學產(chǎn)生影響。

盡管OECD 在其相關文件中討論的納米材料的范圍遠大于納米農藥，且并不涵蓋產(chǎn)品標準等其他產(chǎn)品化學領域監(jiān)管的相關要求，但其所述理化部分的內容仍然可以為納米農藥質量管理提供重要參考。如確定那些理化指標及方法對納米農藥進行定性，才能夠在此基礎上確保后續(xù)產(chǎn)品安全性數(shù)據(jù)的一致性等。

參考文獻：

OECD Series on the safety of manufactured nanomaterials No. 103: Important issues on risk assessment of manufactured nanomaterials