理化性质是农药管理及风险评估的起点，从监管角度出发，分析纳米材料的相关物理化学特性，并对其进行适当的表征，对纳米材料后续的安全性评价和风险评估都至关重要。

       OECD人造纳米材料工作组（WPMN）列出了17种可用于描述纳米材料的理化特性，主要归为以下4类：物理鉴别、化学鉴别、表面性质以及与环境和暴露相关的性质，具体包括：形状、松散聚合体（agglomeration）及聚合体（aggregation）状态、水溶性及分散性、结晶状态、粉尘、晶体大小、有代表性的电子显微镜图片、干燥状态和相关介质中的粒径分布、比表面积、zeta电位（表面电荷）、表面化学、光催化活性、倾倒密度、孔隙率、氧化还原电位及自由基形成的可能性等。对于正辛醇-水分配系数，尽管纳米材料在脂肪或水介质中的分布和归趋信息非常重要，但OECD认为，纳米材料的分布不受基本机制的支配，而正辛醇-水分配系数测试则是针对这些机制开发的，其结论是在大多数情况不应将正辛醇-水分配系数用于评估纳米材料。

       2014年WPMN发布了《人造纳米材料物理化学特性和测试准则专家会议报告》（OECD 2014 第41号）。该报告为评估纳米材料的松散聚合体和聚合体，确定纳米颗粒大小、表面积、孔隙率和表面反应性等提供了指导，并对现有的OECD测试准则如何适用于纳米材料理化性质测试，以及是否有必要更新或制定新的测试准则和/或指导文件等内容进行了具体分析。但明确在解决涉及纳米材料的具体测量问题之前，需要解决有关计量学和纳米计量学的一般事项。

       对于松散聚合体和聚合体，OECD 认为，松散聚合体用于描述结合力较弱的颗粒，聚合体用于描述结合力较强的颗粒，但二者之间的界限取决于具体情况，OECD建议在参考现有ISO标准方法的基础上，制定一个关于分散、聚集与聚合的新试验准则，对聚合体中主要颗粒数目、聚合体的粒径分布和平均粒径等进行测定。另外，Zeta电位是决定纳米颗粒是否结块、聚集、沉降、絮凝或保持悬浮状态的关键因素，且测量Zeta电位以确定等电点与纳米材料的归趋和暴露性质及其相关，因此也有必要在参考现有ISO标准方法的基础上制定新的试验准则。粒度则为纳米颗粒的毒理学研究提供了必要的计量基础。与非纳米级材料相比，纳米颗粒尺寸与天然生物大分子的尺寸相似（DNA双螺旋直径为2纳米），迁移到人体组织和生物体中的能力增强，因此有可能对生物过程造成干扰，导致额外的健康问题。

       但粒径测定方法需要基于一系列不同的物理原理来确定粒径和粒径分布，OECD在报告中列出了球体、非球体和环境、健康和安全（EHS）样品的首选纳米粒子尺寸和纳米粒子尺寸分布测量方法。报告同时讨论了孔隙率、表面积及表面电荷等与纳米材料表面化学相关的其他理化参数。与非纳米材料相比，纳米材料的表面积（相对于体积）要大几个数量级，因此，表面分子和功能团的特性更有可能主导整体的生物互动，表面化学是决定纳米材料危害的一个重要因素。

表1  OECD正在制定的纳米材料理化性质测试指南

表 2  OECD已发布的与纳米材料理化相关的其他文件

       OECD 讨论认为，纳米材料监管在理化领域的疑难点主要在于：

       首先，需要对纳米材料在干燥状态、在相关介质中的悬浮状态，以及在暴露于器官和细胞后的状态进行分开表征，且目前对于产品理化性质与其特定负面影响的关联性理解并不完善，需要针对不同种类纳米材料分别制定理化性质资料清单，并将与其可能导致的负面影响进行对应。

       其次，在纳米材料的全生命周期管理过程中，依据其颗粒大小及形状的不同，其理化性质可能在环境或生物暴露过程中发生变化，如聚合性、表面电荷、表面积、溶解性和降解等，从而导致产品的安全性数据随之发生改变。

       再者，用蛋白质和其他生物大分子包裹做成的纳米悬浮液，因大分子的组成比较复杂且不断变化，意味着在不同的环境介质中，包裹大分子的数量和类型都有可能不同。这种大分子的表面吸收可以改变纳米材料的内在性质，以及在细胞和器官中的吸收和归趋。因这种交互关系的复杂性，也会为相关数据的产生增加难度。

       最后，同一纳米材料不同的生产企业之间甚至同一生产厂家不同的批次之间产品理化性质差别可能会较大。因其可能对产品安全性数据产生影响，所以需要格外关注，例如多层纳米管在长度、金属含量、聚合性以及表面化学上的变化都会对毒理学产生影响。

       尽管OECD 在其相关文件中讨论的纳米材料的范围远大于纳米农药，且并不涵盖产品标准等其他产品化学领域监管的相关要求，但其所述理化部分的内容仍然可以为纳米农药质量管理提供重要参考。如确定哪些理化指标及方法对纳米农药进行定性，才能够在此基础上确保后续产品安全性数据的一致性等。