European Observatory for Nanomaterials

Изследванията показват, че наноматериалите претърпяват незабавни и сложни трансформации, след като бъдат освободени в околната среда. Това могат да са биологични, физически или химически трансформации, които се повлияват от специфичните свойства на материалите и от условията на 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. Това може да се случи пряко, например при плуване, докато се използва слънцезащитен крем, съдържащ наноматериал, или непряко чрез технически системи, например пречиствателна станция за отпадъчни води.

За да се разбере как различните наноматериали се държат при различни условия на околната среда, е важно да се вземат предвид техните химични, физични и биологични трансформации.

Процесите на трансформация са сложни и се случват едновременно

Как наночастиците се променят в околната среда зависи от техния уникален състав, определен от техния размер, състав на ядрото и повърхностна обработка, наречена покритие. Тези параметри определят тяхната стабилност, разтваряне или агломерация, които водят до появата на трансформирани материали с различно поведение.

Това допълнително се усложнява от влиянието на условията на околната среда като температура, наличие на различни соли или други органични и неорганични частици при трансформацията на наночастиците.

И накрая, взаимодействието с организмите оказва влияние върху специфичните реакции при трансформация. Това взаимодействие работи и в двете посоки — частиците и организмите си влияят едни на други, напр. реакциите на детоксикация, променящи ключови характеристики на частиците. 

Тези физични, химични и биологични процеси на трансформация се случват незабавно и много често едновременно след освобождаване и оказват влияние върху транспортирането, мобилността, потенциала за поглъщане в организмите и взаимодействието с организмите. Взаимодействието между тези процеси и транспортирането на наночастиците определя жизнения цикъл и в крайна сметка екотоксикологичния потенциал на наночастиците.

А биоразграждането на органични наноматериали и повърхностни покрития?

Биоразграждането е естествен процес в околната среда, при който микроорганизмите разграждат всеки органичен материал за рециклиране на биологично важни елементи.

Този принцип на биоразграждане се прилага и за органичните химикали. Колкото по-бърза е скоростта на биоразграждане на даден химикал, толкова по-добре, защото след това съединението изчезва по-бързо от околната среда и може да причини по-малко вреда. Поради това е необходимо да се проучи потенциалната устойчивост при оценката на химичната опасност чрез отдавна установени стандартни изпитвания (напр. насоки за изпитване на ОИСР), за да се определи биоразградимостта на даден химикал.

Следователно за всеки „конвенционален“ химикал централен въпрос е дали и как органичните наноматериали или покрития се биоразграждат, когато се отделят в околната среда. С оглед на уникалните свойства, които притежават наноматериалите, изследователите проучват годността на установените стандартни тестове за анализ на потенциала им за биоразграждане.

Въпреки че първите признаци показват, че съществуващите методи за изпитване принципно работят, е необходимо да се положат повече усилия за технологични подобрения, които отчитат специфичните за нанотехнологиите изисквания, вместо да се променят съществуващите изпитвания или да се разработват нови методи.