Жизнен цикъл и токсичност в околната среда

Наноматериалите могат да навлязат в околната среда на всеки етап от жизнения си цикъл, по време на производството на суровината, когато се използва продукт, съдържащ наноматериали, или когато този продукт се рециклира или се превръща в отпадък.

Но какво се случва с тези малки частици, след като навлязат в околната среда, къде попадат и могат ли да бъдат вредни?

Потенциално отрицателните ефекти на наноматериалите зависят от техните свойства, например размера и площта на частиците, както и от свойствата на околната среда, в която те попадат. Например нивата на рН, температурата или наличието на соли или други вещества.

 

Свойствата на наноматериалите направляват техните ефекти в околната среда

Разбирането на специфичните свойства на тези материали е необходимо, за да се оценят надеждно всички отрицателни въздействия, които те биха могли да имат върху околната среда.

Много често, дори едновременно, при наночастиците протичат няколко процеса на стареене в околната среда, например химическа трансформация, която може да промени начина на транспортирането им, жизнения им цикъл и в крайна сметка екотоксикологичния им профил и биоакумулиращия потенциал.

Всички тези фактори затрудняват прогнозирането на ефектите от наноматериалите в различни среди и реалистичната оценка на опасностите и рисковете е по-трудна, отколкото при конвенционалните химикали.

 

Развитието на науката допринася за попълването на знанията

През последното десетилетие ставаме свидетели на непрекъснато развитие в областта на жизнения цикъл в околната среда и поведението на наноматериалите. Това доведе до преодоляване на много от съществуващите пропуски в знанията.

Насоките за изпитване и ръководствата, разработени от ОИСР за конвенционалните химикали, са приложими и за наноматериалите. Необходимо е обаче да се положат повече усилия, за да се създадат конкретни изисквания, които напълно да обхващат специфичните за нанотехнологиите характеристики.

В повечето случаи стандартните изпитвания за токсичност, например насоките за изпитване на ОИСР, дават надеждни оценки на опасностите. Тези изпитвания обикновено разглеждат ефектите по време на определен етап от живота или през целия живот на даден организъм.

Въпреки това някои резултати от нестандартни изпитвания в рамките на изследователски проекти разкриха няколко случая на ефекти, чието действие продължава няколко поколения в рамките на даден вид или популация. Тук при някои водни безгръбначни или почвени организми, например червеи или растения, родителското поколение показва малко или никакви ефекти, но растежът, възпроизвеждането или физиологията на потомството са засегнати.

Необходими са повече изследвания, за да се разбере по-добре как тези ефекти върху поколенията могат да бъдат обхванати от настоящите рамки за оценка на риска.

 

Миниатюрна екосистема за разбиране на по-широкото въздействие върху околната среда

Изследователите работят върху нови подходи, които да помогнат да се разбере дългосрочното въздействие. Един пример е оценка на риска, базирана на мезокосмос. Мезокосмосът е миниатюрна екосистема, която се опитва да копира определено местообитание с ключови видове.

Целта е да се определи експозицията и опасността в рамките на един експеримент и за няколко поколения.

Един от недостатъците е, че аналитичните методи за мониторинг на наночастиците в мезокосмосите и други по-опростени изпитвания често не са достатъчно чувствителни, за да уловят изцяло тяхното поведение — информация, която е от решаващо значение за връзката между ефектите и свойствата на наноматериалите.