Környezeti sors és toxicitás
A nanoanyagok életciklusuk bármely szakaszában, a nyersanyag előállításától kezdve, a nanoanyagokat tartalmazó termék használatán át a termék újrafeldolgozásáig vagy hulladékká alakításáig bármikor bekerülhetnek a környezetbe.
De mi történik ezekkel a parányi részecskékkel, miután bekerülnek a környezetbe: hová kerülnek végül, és károsak lehetnek-e?
A nanoanyagok potenciális káros hatásai azok tulajdonságaitól függnek, mint például a részecskeméret, a felület, illetve annak a környezetnek az adottságai, ahova végül ezek az anyagok eljutnak. Ilyen például a pH-érték, a hőmérséklet, vagy a sók és egyéb anyagok jelenléte.
A nanoanyagok tulajdonságai meghatározzák a környezetre gyakorolt hatásukat
Meg kell értenünk ezen anyagok nanospecifikus tulajdonságait ahhoz, hogy megbízhatóan fel tudjuk mérni a környezetre gyakorolt esetleges negatív hatásukat.
A nanorészecskék nagyon gyakran több, akár egymással párhuzamosan zajló öregedési folyamaton mennek keresztül a környezetben, például kémiai átalakuláson esnek át, ami megváltoztathatja szállításukat, sorsukat, végső soron pedig ökotoxikológiai profiljukat és bioakkumulációs potenciáljukat.
Mindezek a tényezők megnehezítik a nanoanyagok hatásainak előrejelzését a különböző környezetekben, és a reális veszély- és kockázatértékelés nagyobb kihívást jelent, mint a hagyományos vegyi anyagok esetében.
A tudományos előrelépésekkel kipótolhatók a tudásbeli hiányosságok
Az elmúlt évtized során folyamatosan történtek előrelépések a nanoanyagok környezeti sorsáról és viselkedéséről való ismeretek terén. Ez a tudásanyagban lévő számos hiány megszüntetését eredményezte.
A hagyományos vegyi anyagokra vonatkozóan az OECD által kidolgozott vizsgálati iránymutatások és útmutatók a nanoanyagokra is alkalmazhatók. Ugyanakkor többet kell tennünk a nanospecifikus jellemzőket teljes mértékben tükröző, egyedi követelmények létrehozása érdekében.
A legtöbb esetben az OECD vizsgálati iránymutatásaihoz hasonló standard toxicitási vizsgálatokkal megbízható becslések adhatók a veszélyek szempontjából. Ezek a vizsgálatok általában egy adott életszakaszban vagy a szervezet teljes életciklusa során fellépő hatásokat vizsgálják.
A nem szabványos vizsgálatokkal foglalkozó kutatási projektek egyes eredményei azonban néhány esetben több generációt is érintő hatásokat tártak fel egy fajon vagy populáción belül. Ezek során néhány gerinctelen víziállat vagy talajban élő szervezet, például férgek vagy növények esetében a szülői generáció kevés vagy semmilyen hatást nem mutatott, de kimutatható volt a hatás az utódok növekedésére, szaporodására vagy fiziológiájára.
További kutatásokra van szükség, hogy jobban megértsük, hogyan fedhetik le ezeket a generációs hatásokat a jelenleg alkalmazott kockázatértékelési keretrendszerek.
Miniatűr ökoszisztéma a szélesebb körű környezeti hatások megértéséhez
A kutatók új megközelítéseken dolgoznak a hosszabb távú hatások megértésének elősegítése érdekében. Erre példa a mezokozmosz-alapú kockázatértékelés. A mezokozmosz egy olyan miniatűr ökoszisztéma, amely megkísérel egy bizonyos környezeti élőhelyet lemásolni a kulcsfontosságú fajokkal.
Ennek célja, hogy az expozíciót és a veszélyt egyetlen kísérletben, több generáción keresztül határozzák meg.
Az egyik hátrány az, hogy a mezokozmoszban lévő nanorészecskék nyomon követésére szolgáló analitikai módszerek és más egyszerűbb vizsgálatok gyakran nem elég érzékenyek ahhoz, hogy teljes mértékben feltárják a nanoanyagok viselkedését – ez az információ pedig elengedhetetlen ahhoz, hogy a hatásokat összefüggésbe tudjuk hozni a nanoanyagok tulajdonságaival.