Veiligere zonnebrandcrème, energiebesparende kunststoffen, antiaanbaklaag, rijkere meststoffen en zweetbestendige kleding – de evolutie van nanotechnologie, die gebruik maakt van de speciale eigenschappen van kleine clusters van atomen, heeft geleid tot een overvloed aan nieuwe producten. Echter, er is relatief weinig bekend over wat er gebeurt als deze nanomaterialen in het milieu terechtkomen.

'De belangrijkste milieuproblemen op dit moment zijn het begrijpen van eventuele effecten van directe blootstelling, die zouden kunnen plaatsvinden voor planten en kleine organismen die in contact kunnen komen met nanopesticiden en nanomeststoffen, ' zei dr. Claus Svendsen, ‎ecotoxicoloog bij het NERC Centre for Ecology and Hydrology in het Verenigd Koninkrijk.

'Er zijn tot nu toe geen risico's aan het licht gekomen in de risicobeoordelingsoefeningen die zijn geleid binnen de Europese onderzoeksprojecten - maar sommige van hen kwamen in de buurt van waar je zou beginnen om meer gegevens te vragen om te beoordelen dat de marge (van risico ) is redelijk.'

Dr. Svendsen voegt eraan toe dat de huidige risicobeoordelingen voornamelijk kijken naar de gefabriceerde vorm van nanomaterialen, die uitgaat van een worstcasescenario, maar vaak niet relevant vanuit het oogpunt van milieuverontreiniging.

'Het komt zelden voor dat de nanomaterialen in het milieu terechtkomen in een vorm die er precies zo uitziet als het originele product, wat betekent dat de gevarengegevens die worden gebruikt voor hun autorisatie niet altijd relevant zijn voor het begrijpen van de milieufase in hun levenscyclus, ' zei dokter Svendsen, die ook de projectcoördinator is van het door de EU gefinancierde NanoFASE-project, die het lot van industriële nanomaterialen in het milieu volgt, van productie tot hun laatste rustplaats.

Bijvoorbeeld, verven met nanomaterialen kunnen zelfreinigend zijn, blokkeer wifi of absorbeer thermische energie, maar vragen blijven onbeantwoord over welke veranderingen ze kunnen ondergaan nadat ze zijn blootgesteld aan de elementen en bij hun vrijlating in het milieu, of het nu over een paar maanden of jaren is.

NanoFASE hoopt het begrip te vergroten van waar nanomaterialen tijdens hun levenscyclus terechtkomen en welke veranderingen ze mogelijk hebben doorgemaakt. Hun onderzoek zal bijdragen aan een veiliger productontwerp en toekomstige regelgeving voor nanomaterialen ondersteunen.

Naast het testen van afzettingen van nanomateriaal in de bodem, NanoFASE-onderzoekers hebben hun eigen proefinstallaties gebouwd en aangepast (bijv. rioolslibverbrandingsoven) bij het Zwitserse Federale Instituut voor Aquatische Wetenschap en Technologie (EAWAG).

Dr. Svendsen zegt dat dit komt omdat waterzuiveringsinstallaties fungeren als een 'toegangspoort tot het milieu' en bestuderen wat er in de demonstratie-installatie gebeurt, plus het slib en het afvalwater dat eruit komt, kan een belangrijk inzicht bieden in de vorm waarin deze materialen zich kunnen bevinden wanneer ze in water of bodem terechtkomen.

'Veel van de nuttige eigenschappen van nanodeeltjes komen voort uit hun hoge reactiviteit. Daarom, wanneer je ze in afvalverwerkingsprocessen plaatst, transformeren ze en verliezen ze heel snel hun reactiviteit, ' zei dokter Svendsen.

'Onze medewerker dr. Ralf Kaegi bij EAWAG gebruikt een proefinstallatie om (reactieve) processtappen na te bootsen die 48 uur of langer duren in echte rioolwaterzuiveringsinstallaties, en ontdekte dat het hele transformatieproces voor nanomaterialen vaak in de eerste vijf minuten plaatsvond.'

Dit betekent dat nanomaterialen zelden in hun oorspronkelijk vervaardigde vorm in het milieu terechtkomen, die, volgens dr. Svendsen, kan helpen bij het leveren van een meer realistische risicobeoordeling voor producten.

'Over het algemeen zien we aanwijzingen dat de verouderings- en transformatieprocessen die plaatsvinden tijdens het vrijkomen, afvalverwerking en ook in het milieu zelf maakt nanomaterialen uiteindelijk minder gevaarlijk, ' hij zei.

NanoFASE zal, echter, experimenten uit te voeren om de hogere opname beter te begrijpen, of effecten, die sommige organismen ondervonden bij blootstelling aan afvalstromen die potentieel schadelijke nanomateriaalvormen bevatten.

Momenteel, de hoeveelheid vrijgekomen nanomaterialen is zo laag dat blootstelling aan het milieu waarschijnlijk geen probleem is, zegt dokter Svendsen. Maar naarmate het gebruik van nanomaterialen toeneemt, er is meer begrip nodig omdat we weten waar deeltjes terechtkomen, in welke fysieke staat en in welke hoeveelheid elk potentieel risico in de loop van de tijd zal helpen voorkomen.

Nano-industrie

De toxiciteit van bepaalde nanomaterialen wordt over het algemeen beter begrepen dan de effecten van blootstelling. Maar volgens dr. Pieter van Broekhuizen, de coördinator van het door de EU gefinancierde NanoDiode-project, die plannen heeft ontwikkeld om op een verantwoorde manier met nanomaterialen om te gaan, de risicobeoordeling van nieuwe nanoproducten loopt 'ver achter op de werkelijke behoeften' van wat door de industrie wordt geïntroduceerd.

'De industrie wordt sterk aangeraden heel voorzichtig te zijn met het introduceren van nanomaterialen in nieuwe producten, maar aan de andere kant worden ze ook gestimuleerd om ze zo snel mogelijk te ontwikkelen, ' hij zei.

Onderzoek naar de toxiciteit van nanomaterialen begon pas in het begin van de jaren 2000, maar de wereldmarkt voor nanomaterialen wordt al geschat op 20 miljard euro en groeit sneller dan de wetenschap.

Binnen deze tegenstrijdige situatie, Dr. van Broekhuizen voegt eraan toe dat het oneerlijk is om kritiek te uiten op industrieën omdat ze niet zijn toegerust om een ​​goede risicobeoordeling te maken vanwege de complexe aard van nanomaterialen. maar het is ook oneerlijk om ongecontroleerde afgifte van nanomaterialen toe te staan ​​zonder een goed uitgebalanceerd toxiciteitsprofiel.

'Er zijn zeer moeilijke vragen die niet door de industrie alleen kunnen worden beantwoord - het is nog steeds in wetenschappelijk onderzoek, ' hij zei. 'Maar de industrie heeft een serieuze plicht om de vereiste toxiciteitsgegevens van nanomaterialen te genereren en proactief een voorzorgsaanpak te operationaliseren in operationele procedures en productontwerp.'

Naast mogelijke verontreiniging van het milieu, het toenemende gebruik van nanomaterialen betekent ook dat meer werknemers en consumenten aan nanomaterialen zullen worden blootgesteld. Indien ingeademd, sommige nanomaterialen kunnen de ademhalings- en cardiovasculaire systemen beschadigen.

NanoDiode heeft een risicobeoordelingsprocedure ontwikkeld om bedrijven te helpen potentiële gevaren te vermijden als hun werknemers met nanomaterialen werken en heeft verschillende rapporten opgesteld om een ​​veiliger gebruik van nanomaterialen op de werkplek en in de industrie in het algemeen te bevorderen.

Dr. van Broekhuizen zegt dat ze probeerden 'het hele industriegebied opnieuw te beoordelen' op een moment dat cruciaal is voor deze opkomende sector.