隨著納米顆粒越來越多地應用在在工業生產過程和日用消費品中，通過工業廢物的排放和日用消費品的棄置，他們在環境中出現的可能性也與日俱增。一些合成納米顆粒對微生物、植物和動物具有直接毒性，而有些納米顆粒則可能有二次風險。雖然環境中納米顆粒的濃度不會太高，但其對人體健康的影響是未知的。

 

       我們依次探討了飲用水、湖泊水、廢水、海水中納米顆粒的檢測方法，但更關鍵的，我們希望了解，如何處理才能消除水中，特別是飲用水中的納米顆粒。

 

       凝絮沉淀是從飲用水中去除各類顆粒的主要處理方法之一。為了判斷這種方法是否對納米顆粒有效，我們需要了解標準凝絮過程中納米顆粒的行為，以便準確預測人類通過飲用水接觸納米顆粒的情況。

 

       本實驗中，我們繼續通過單顆粒ICP-MS方法，評估水中銀、金、二氧化鈦、氧化鋅和二氧化鈰納米顆粒在凝絮過程中的行為。

 

       檸檬酸鹽穩定的銀納米顆粒（40、70 和100 nm 直徑）和2 mM 檸檬酸鈉中的金納米顆粒（50、80 和100 nm直徑）均采購于nanoComposix, Inc.。（美國加利福尼亞州圣地亞哥）。

 

       無包覆的二氧化鈦（100 nm）、二氧化鈰（30-50 nm）和氧化鋅（80-200 nm）納米顆粒皆采購于US Research Nanomaterials, Inc.。（美國德克薩斯州休斯頓）。

 

       為模擬凝絮過程，硫酸鋁（Al2(SO4)3∙18H2O）、氯化鐵（FeCl3∙6H2O）和硫酸鐵（Fe2(SO4)3∙4H2O）等最常用的混凝劑皆采購于Thermo Fisher Scientic, Inc.。（美國賓夕法尼亞州匹茲堡）。

 

       河水樣品取自密蘇里河，而湖水樣品取自密蘇里州羅拉市的舒曼湖。從距離河岸大約兩英尺處的水面下方采集樣品。

 

       使用配備有Syngistix™納米應用軟件模塊的PerkinElmerNexION® ICP-MS 進行樣品分析和數據處理。

 

       采用硫酸鋁（Al2(SO4)3∙18H2O）、氯化鐵（FeCl3∙6H2O）和硫酸鐵（Fe2(SO4)3∙4H2O）三種凝絮劑，通過4 區凝絮方式對河水與湖水進行處理，銀ENP 的粒度分布直

 

       所有納米顆粒經過各種處理之后都會出現顆粒濃度降低的情況。水基質會影響粒度分布，這可能是由于溶解有機碳（DOC）存在差異。相較于溶解有機碳水平較低的河水，二氧化鈰納米顆粒在溶解有機碳水平較高的湖水中具有更高的穩定性。氧化鋅納米顆粒，與河水相比，在湖水中聚集的顆粒更多。

 

       在對照樣品（“無處理”）中，樣品未添加凝絮劑，大多數顆粒在處理前和處理后的粒度和濃度相似，表明在添加納米顆粒 和最終取樣之間的時期，顆粒較為穩定。

 

       對于所有類型的凝絮劑，在加入聚合物作為助凝劑時，納米顆粒總清除率將得到改善。相較于檸檬酸鹽穩定的納米顆粒，無包覆的二氧化鈦、二氧化鈰和氧化鋅納米顆粒在河水的所有處理方案中皆可有效清除。在湖水中觀察到的結果卻與之相反，即添加助凝劑之后顆粒清除率反而有所下降。該結果表明，聚合物在溶解有機碳（DOC）含量較高的水中表現欠佳。

 

       添加聚合物的硫酸鋁會產生最高水平的銀和金納米顆粒，而無包覆的納米顆粒清除率與河水全部處理方案的結果是相似的。添加聚合物的硫酸鐵針對銀和金納米顆粒的清除效果最佳，而僅添加硫酸鐵的湖水最能清除無包覆的納米顆粒。這些結果可能因水的化學性質導致，具體取決于pH 值、離子強度和溶解有機碳含量。

 

       在飲用水處理過程中監測納米顆粒十分重要。SP-ICP-MS 是監測地表水中納米顆粒尺寸和濃度的有效技術。本項研究還證明了凝絮處理可有效清除地表水中的納米顆粒。