一旦石墨烯不再只是展品，而是工業(yè)化生產(chǎn)，污染隱憂可能會成為明患。 （CFP/圖）

從2011年至今，在研究石墨烯環(huán)境風險的道路上，滕應幾乎沒有同行者：“石墨烯工廠對周邊環(huán)境影響的實地調研，現(xiàn)在沒有人在做?！?/p>

羅洪中算了算自家工廠臺賬：每生產(chǎn)一噸石墨烯，需要40到50噸硫酸，120到150噸的新鮮水。

“石墨烯（生產(chǎn)）會不會對環(huán)境造成污染，這是個偽命題。任何化工產(chǎn)品肯定有廢棄物，關鍵看能否變廢為寶。偷偷往河里排廢水，那才叫污染?！?/p>

“一張未來城市特色名片、一個百億規(guī)模的特色產(chǎn)業(yè)、一個資本市場的‘常州石墨烯板塊’、一個石墨烯產(chǎn)業(yè)的國家標桿……”這是2014年12月，首個“國字頭”石墨烯產(chǎn)業(yè)化基地落戶江蘇省常州市武進經(jīng)濟開發(fā)區(qū)后，當?shù)卣W(wǎng)站上的豪言壯語。

這是石墨烯熱潮中的一景。按照中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（以下簡稱聯(lián)盟）的規(guī)劃，“十三五”期間要在全國布局100個石墨烯應用產(chǎn)業(yè)基地，形成一千億的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

然而，“大躍進”前夜，繁榮背后的環(huán)境風險，鮮有人提及。

“石墨烯但愿不要再重蹈鉛蓄電池的老路了?！痹缭?011年，山東一位大學教授在博客中即為“大干快上”的石墨烯行業(yè)敲響了警鐘。但如今，他只愿匿名受訪：“國家大力支持，大家都在談發(fā)展?！?/p>

“這個行業(yè)一來比較前沿，另外也沒有具體的污染案例報告上來，我們對這一塊關注得還不太多?！杯h(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院副研究員李曉亮坦言。

或富集毒物

和很多人一樣，滕應第一次聽說石墨烯是在2010年。那一年，石墨烯的發(fā)現(xiàn)者獲得了諾貝爾物理學獎。

“我當時就在想，作為一種新材料，它的環(huán)境功能（指對周邊環(huán)境的功能影響）和環(huán)境風險，應該去做前瞻性研究?！彪鴳侵袊茖W院南京土壤研究所研究員，從2011年至今，在研究石墨烯環(huán)境風險的道路上，他幾乎沒有同行者：“這方面的研究非常少。我在做的還是實驗室模擬，石墨烯工廠對周邊環(huán)境影響的實地調研，現(xiàn)在沒有人在做。”

在石墨烯眾多特性中，最先引起滕應注意的是其巨大的比表面積（單位質量物料所具有的總面積）。

由于巨大的比表面積，石墨烯對污染物有較強的吸附能力，可以作為土壤修復劑。但如果控制得不好，也可能富集環(huán)境中的有毒、有害物質，影響污染物的遷移。

滕應還研究了石墨烯對植物、動物、微生物的生物毒性效應。他對小麥、玉米、蚯蚓等生物進行模擬實驗，從模擬效果看，低濃度的石墨烯對生物有促進效應，而高濃度時則會抑制生物生長。作為納米級顆粒，石墨烯可以進入細胞，影響細胞活性。

美國加利福尼亞大學的環(huán)境工程師沙朗·沃克爾研究了石墨烯進入水體的環(huán)境風險，報告發(fā)表在2014年7月《環(huán)境科學工程》期刊上。研究發(fā)現(xiàn)，在類似地下水的液體中，氧化石墨烯會下沉，不會對水域造成危害。但是在類似地表水的液體中，氧化石墨烯并沒有下沉，它會吸附到正在腐爛的植物和動物產(chǎn)生的有機物上，然后隨著它們漂浮。那么，動物和人攝取氧化石墨烯的幾率就會大大增加。

滕應認為，對石墨烯的環(huán)境風險進行預警不是杞人憂天?！艾F(xiàn)在產(chǎn)業(yè)剛剛開始，還找不到真正造成污染的地方。今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展大了，如果沒有很好的管理，對生態(tài)肯定會造成影響。”

將來，石墨烯可能以多種途徑進入環(huán)境中。比如石墨烯改性聚合物材料降解以后，會將石墨烯暴露出來。石墨烯生產(chǎn)、應用企業(yè)的廢棄物中，也可能含有大量石墨烯。

而這些因新材料特性產(chǎn)生的環(huán)境隱憂，實際中幾乎無人注意。山東三潤環(huán)?？萍加邢薰疽晃画h(huán)評師曾給石墨烯生產(chǎn)企業(yè)做過環(huán)評，他告訴南方周末記者，環(huán)評時主要考慮的還是普通的“三廢”處理，沒有考慮過石墨烯進入土壤和水體后的特殊性質：“我只知道石墨烯不溶于水，會形成沉淀，應該問題不大?！?/p>

2015年11月20日，武進區(qū)環(huán)保局開發(fā)科工作人員對南方周末記者說，雖然石墨烯是新興產(chǎn)業(yè)，但和其他企業(yè)一樣，“污染由中介機構來評價，我們就審批。”至于后續(xù)管理，也無特殊之處，和其他企業(yè)參照同樣標準。

高耗水，產(chǎn)廢酸

雖然石墨烯材料自身的環(huán)境隱憂幾乎無人關注，但石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)過程中的環(huán)境問題已經(jīng)浮出水面。

大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯會不會影響生態(tài)，后端污染怎么回收——“這是我們聚在一起時會討論的問題?！睆B門凱納石墨烯技術有限公司運營總監(jiān)方崇卿說。

討論的結果分歧巨大。江蘇常州市政府科研機構江南石墨烯研究院名譽理事長馮冠平相信，石墨烯產(chǎn)業(yè)是綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)。但也有匿名業(yè)內人士的觀點走向另一個極端，認為部分石墨烯生產(chǎn)企業(yè)“嚴格來說根本通不過環(huán)評”。

目前，工業(yè)界較多使用化學氣相沉積法（CVD）和氧化還原法生產(chǎn)石墨烯，雖然工藝還不成熟。

化學氣相沉積法以甲烷等含碳氣體為原料，高溫狀態(tài)下，使碳原子在金屬基底上挨個排列，“生長”出以平方米為計算單位的石墨烯薄膜。業(yè)界一般認為，這種制備方式不會給環(huán)境增加負擔。

環(huán)境風險主要存在于氧化還原法中。這種制備方法通過石墨與強酸反應生成氧化石墨，經(jīng)過分散形成氧化石墨烯，再加入還原劑制得石墨烯粉體。

氧化還原法須消耗大量的水和硫酸，同時產(chǎn)生大量酸性廢水和廢酸。生產(chǎn)出來的石墨烯粉體一般含多層碳原子，與嚴格意義上的單層石墨烯相比，性能受到損失。

國內到底有多少家石墨烯生產(chǎn)企業(yè)，目前并無權威統(tǒng)計，部分企業(yè)也不向外界公開產(chǎn)能及生產(chǎn)方法。據(jù)聯(lián)盟秘書長李義春估計，目前接近量產(chǎn)規(guī)模的石墨烯薄膜生產(chǎn)企業(yè)有3家，達到量產(chǎn)規(guī)模（產(chǎn)能10噸/年）的石墨烯粉體生產(chǎn)企業(yè)有5家，東莞有1家企業(yè)量產(chǎn)石墨烯漿料。此外還有二三十家企業(yè)建成了石墨烯生產(chǎn)的中試線。

生產(chǎn)石墨烯粉體的企業(yè)，絕大多數(shù)使用的是氧化還原法。

“膨脹石墨是一噸石墨放兩噸硫酸，已經(jīng)夠污染的。你再搞這個玩意（氧化還原法），那不更污染？”鴻納（東莞）新材料科技有限公司生產(chǎn)石墨烯漿料，董事長李琦說。該公司制備工藝不同于上述兩種，“屬于商業(yè)秘密，不能透露”。

不過，實際污染并不突出。除了企業(yè)總數(shù)少、產(chǎn)能不高，另一個原因是多數(shù)企業(yè)沒有天天開工。

李義春表示，現(xiàn)在石墨烯的下游應用跟不上，制約著石墨烯生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！埃ê芏嗥髽I(yè)）就是生產(chǎn)線建起來了，生產(chǎn)一批，有下游客戶了再生產(chǎn)一批?！?/p>

不過，一旦應用突破，石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可能一日千里。