Kako nanomaterijali mijenjaju okoliš

Istraživanja pokazuju da nanomaterijali prolaze trenutne i složene transformacije nakon otpuštanja u okoliš. Tu može biti riječ o biološkim, fizičkim ili kemijskim transformacijama na koje utječu specifična svojstva materijala, kao i uvjeti u okolišu.

Nanomaterijali mogu dospjeti u okoliš u bilo kojoj fazi svojeg životnog ciklusa, tijekom proizvodnje sirovine, prilikom uporabe proizvoda koji ih sadržava ili kada se taj proizvod reciklira ili pretvara u otpad. To može biti izravno, primjerice kada plivamo dok na sebi imamo proizvod za zaštitu od sunca koji sadržava nanomaterijal ili neizravno putem tehničkih sustava kao što je postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda.

Da bismo razumjeli kako se različiti nanomaterijali ponašaju u različitim uvjetima u okolišu, važno je uzeti u obzir njihovu kemijsku, fizičku i biološku transformaciju.

 

Postupci transformacije složeni su i događaju se istodobno

Način na koji se nanočestice mijenjaju u okolišu ovisi o njihovu jedinstvenom sastavu koji određuju njihova veličina, sastav jezgre i površinska obrada, odnosno premazivanje ili zatvaranje. Ti parametri uvelike određuju njihovu stabilnost, otapanje ili aglomeraciju, zbog čega se transformirani materijali različito ponašaju.

Proces postaje još složeniji zbog uvjeta u okolišu kao što su temperatura, prisutnost različitih soli ili drugih organskih i anorganskih čestica koji utječu na transformaciju nanočestica.

Konačno, na specifične reakcije transformacije utječe interakcija s organizmima. Ta se interakcija odvija u oba smjera: čestice i organizmi utječu jedni na druge, npr. reakcijama detoksifikacije mijenjaju se ključna svojstva čestica. 

Ti postupci fizičke, kemijske i biološke transformacije događaju se odmah nakon otpuštanja, često i istodobno te utječu na prijenos, mobilnost i mogućnost apsorpcije u organizme i interakciju s njima. Međudjelovanje tih postupaka i prijenosa nanočestica određuje sudbinu i u konačnici ekotoksikološki potencijal nanočestica.

 

što je s biorazgradivošću organskih nanomaterijala i površinskih premaza?

Biorazgradivost je prirodan proces u okolišu tijekom kojeg mikroorganizmi razgrađuju organski materijal kako bi reciklirali biološki neophodne elemente.

To načelo biorazgradivosti primjenjuje se i na organske kemikalije. što je biorazgradivost kemikalije brža, to bolje jer spoj tada brže nestaje iz okoliša i može prouzročiti manje štete. Stoga se prilikom procjene kemijskih opasnosti s pomoću općeprihvaćenih standardiziranih ispitivanja mora ispitati potencijalna postojanost (npr. smjernice za ispitivanje OECD-a) kako bi se utvrdila biorazgradivost određene kemikalije.

Stoga je, kao i za svaku „konvencionalnu” kemikaliju, ključno pitanje mogu li se i kako organski nanomaterijali ili premazi biorazgraditi nakon otpuštanja u okoliš. S obzirom na jedinstvena svojstva nanomaterijala, istraživači ispituju prikladnost prihvaćenih standardiziranih ispitivanja za analizu njihova potencijala biorazgradivosti.

Prvi nalazi ukazuju na to da postojeće metode ispitivanja u načelu funkcioniraju, no potrebno je uložiti veće napore u tehnološka poboljšanja, pri čemu će se umjesto izmjene postojećih ispitivanja ili razvoja novih metoda uzeti u obzir specifični zahtjevi u pogledu nanomaterijala.