一、引言
纳米二氧化钛是最广泛应用的纳米材料之一，全球年产量超过1000万吨。纳米二氧化钛具有高白度、高遮盖力、高折射率、紫外线吸收和光催化活性等优异性能，广泛应用于防晒霜、涂料、自清洁产品、化妆品、食品添加剂、药品、环境净化等领域。
纳米二氧化钛在生产和消费过程中释放进入环境。道路灰尘作为城市环境中多种污染物的汇，对纳米二氧化钛起着重要的储存作用。含纳米二氧化钛产品的磨损和老化（防晒霜在皮肤上磨损脱落、自清洁涂层老化、涂料风化）释放纳米二氧化钛颗粒，进入道路灰尘；道路灰尘中的纳米二氧化钛可随扬尘再悬浮进入大气、随径流进入水体，实现跨介质迁移。
纳米二氧化钛的健康风险日益受到关注。纳米二氧化钛颗粒可被吸入肺部，引起氧化应激、炎症反应和细胞损伤。国际癌症研究机构将纳米二氧化钛列为2B类致癌物（对人类可能致癌）。系统认识道路灰尘中纳米二氧化钛的来源、环境行为与健康风险，对于评估其环境影响、推动安全设计具有重要意义。
二、纳米二氧化钛的来源与识别
（一）主要来源
道路灰尘中纳米二氧化钛的主要来源包括：
防晒霜。防晒霜是纳米二氧化钛的重要来源，在游泳、洗澡、皮肤摩擦过程中从皮肤上脱落，通过下水道、径流进入道路环境。夏季防晒霜使用高峰期释放增加。
涂料。建筑涂料、汽车涂料、道路标线涂料中含有纳米二氧化钛（提高白度和耐久性），涂料风化和老化过程中释放纳米二氧化钛颗粒。道路标线磨损是直接来源。
自清洁产品。自清洁玻璃、自清洁瓷砖、自清洁幕墙等含有纳米二氧化钛光催化涂层，在风化和清洗过程中释放纳米二氧化钛。
化妆品。粉底、散粉等化妆品中含有纳米二氧化钛，使用过程中通过大气沉降和人为携带进入道路环境。
工业排放。纳米二氧化钛生产企业的排放，使用纳米二氧化钛的工业企业（涂料、塑料、造纸等）的排放。
大气沉降。区域和全球纳米二氧化钛背景通过大气干湿沉降进入道路表面。
（二）识别与表征
道路灰尘中纳米二氧化钛的识别与表征面临挑战。主要方法包括：
电子显微镜。透射电子显微镜可观察纳米颗粒的形貌、粒径和晶型（锐钛矿、金红石、板钛矿）。能谱仪可确认钛元素。
光谱分析。拉曼光谱可区分锐钛矿和金红石晶型。X射线光电子能谱可分析表面化学状态。
单颗粒电感耦合等离子体质谱。可同时测定纳米颗粒的粒径、粒径分布和元素组成，是纳米二氧化钛定量的重要方法。
（三）浓度水平
道路灰尘中纳米二氧化钛的浓度因城市、功能区、采样位置而异。城市道路灰尘中二氧化钛总浓度（包括纳米级和微米级）通常在每公斤数百至数千微克范围。工业区和城市中心区浓度较高。纳米级二氧化钛占总二氧化钛的比例通常为10%-30%。
三、环境行为
（一）团聚与分散
纳米二氧化钛进入道路环境后，在电解质、天然有机质等作用下发生团聚。团聚行为受pH值、离子强度、天然有机质浓度、纳米二氧化钛表面涂层影响。团聚后的纳米二氧化钛粒径增大，迁移能力降低，但可能被生物摄食摄入。部分纳米二氧化钛在环境中保持分散状态。
（二）表面转化
纳米二氧化钛在环境中发生表面化学转化。吸附天然有机质（腐殖酸、蛋白质等），改变表面电荷和胶体稳定性。吸附重金属离子和有机污染物，成为污染物的“载体”。与氯离子（来自脱冰盐）反应，表面氯化。
（三）光催化反应
纳米二氧化钛（特别是锐钛矿晶型）在紫外线照射下可发生光催化反应，产生活性氧（超氧阴离子、过氧化氢、羟基自由基）。光催化反应可降解有机污染物（自清洁功能），也可氧化自身涂层，释放纳米颗粒。光催化反应产生活性氧，是其毒性的重要机制。
四、健康风险
（一）暴露途径
道路灰尘中纳米二氧化钛的人体暴露途径包括：呼吸吸入（扬尘再悬浮，最主要暴露途径）、经口摄入（手—口行为）、皮肤接触。吸入暴露风险最高，细颗粒可进入肺泡。
（二）毒理效应
纳米二氧化钛的毒理效应包括：
肺部毒性。纳米二氧化钛颗粒沉积于肺泡，被巨噬细胞吞噬，巨噬细胞无法有效清除纳米颗粒，释放炎症因子（肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6等），引起中性粒细胞浸润，导致慢性炎症。长期暴露可导致肺纤维化和肺功能下降。纳米二氧化钛被国际癌症研究机构列为2B类致癌物（对人类可能致癌），动物实验显示高剂量暴露可诱发肺肿瘤。
氧化应激。纳米二氧化钛表面产生活性氧（光催化反应和生物介质中的反应），导致脂质过氧化、DNA损伤、蛋白质氧化。
心血管毒性。纳米二氧化钛颗粒进入血液循环后，可诱导血管内皮功能障碍，促进血栓形成，增加心血管事件风险。
生殖发育毒性。孕期纳米二氧化钛暴露可能影响子代发育（神经发育、生殖发育）。
（三）晶型与毒性
锐钛矿型纳米二氧化钛的光催化活性高于金红石型，产生活性氧能力更强，毒性通常更高。表面涂层（二氧化硅、氧化铝、聚二甲基硅氧烷等）可降低纳米二氧化钛的光催化活性和毒性。
五、风险评估与管控对策
（一）加强监测
建立道路灰尘纳米二氧化钛的监测方法，开展系统调查。监测应包括纳米二氧化钛的浓度、粒径、晶型、表面涂层。
（二）推动安全设计
优化纳米二氧化钛产品设计，降低光催化活性和毒性。表面涂层可降低毒性。开发更安全的替代材料（如纳米氧化锌、纳米氧化铈等，但需评估其自身风险）。
（三）加强职业防护
纳米二氧化钛生产、使用、处置过程中的职业人群应加强防护（佩戴口罩、手套，使用局部通风）。环卫工人、道路施工人员在高污染区域作业时应佩戴口罩。
（四）优化产品管理
规范含纳米二氧化钛产品的标识，便于消费者知情选择。研究含纳米二氧化钛产品全生命周期的环境释放和风险。
（五）研究展望
未来研究应重点关注：道路环境中纳米二氧化钛的长期归趋；纳米二氧化钛与其他污染物的复合效应；纳米二氧化钛的人体暴露与健康效应的流行病学研究；纳米二氧化钛的安全设计。
六、结语
纳米二氧化钛是最广泛应用的纳米材料之一，其在道路灰尘中的存在与健康风险正引起关注。纳米二氧化钛主要来源于防晒霜、涂料、自清洁产品等含纳米二氧化钛产品的磨损和老化。纳米二氧化钛通过呼吸吸入进入人体后，可在肺部沉积，引起氧化应激、炎症反应和细胞损伤，被国际癌症研究机构列为2B类致癌物。加强环境监测、推动安全设计、加强职业防护，是降低纳米二氧化钛环境与健康风险的重要举措。
