Kaip nanomedžiagos keičiasi aplinkoje

Iš mokslinių tyrimų matyti, kad į aplinką išleistose nanomedžiagose vyksta tiesioginės ir sudėtingos transformacijos. Tai gali būti biologinės, fizinės arba cheminės transformacijos, kurioms įtaką daro konkrečios medžiagų charakteristikos ir aplinkos sąlygos.

Nanomedžiagos į aplinką gali patekti bet kuriame savo gyvavimo etape – pradedant žaliavos gamybos etapu, naudojant produktą, kuriame yra nanomedžiagų arba kai tas produktas perdirbamas arba tampa atliekomis. Tai gali vykti tiesiogiai, pvz., plaukiojant ir naudojant apsaugos nuo saulės gaminį, kuriame yra nanomedžiaga, arba netiesiogiai per technines sistemas, pvz., nuotekų valymo įrenginyje.

Siekiant suprasti, kaip skirtingos nanomedžiagos elgiasi skirtingomis aplinkos sąlygomis, svarbu atsižvelgti į jų chemines, fizines ir biologines transformacijas.

 

Transformacijos procesai yra sudėtingi ir gali vykti vienu metu

Tai, kaip nanodalelės keičiasi aplinkoje, priklauso nuo jų unikalios sudėties, kuri apibūdinama atsižvelgiant į nanodalelės dydžio, pagrindinės sudėties ir paviršiaus apdorojimo, vadinamo danga. šie parametrai turi didelės įtakos jų stabilumui, tirpumui ir aglomeracijai, dėl kurių transformuotų medžiagų elgsena yra skirtinga.

šią padėtį dar labiau apsunkina aplinkos sąlygų, pvz., temperatūros, įvairių druskų buvimo, įtaka arba kitų organinių ir neorganinių dalelių įtaka nanodalelių transformacijai.

Galiausiai sąveika su organizmais daro poveikį konkrečioms transformacijos reakcijoms. ši sąveika vyksta dvejopai – dalelės ir organizmai daro poveikį vieni kitiems, pvz., detoksikacijos reakcijos, dėl kurių pasikeičia pagrindiniai dalelių požymiai. 

šie fiziniai, cheminiai ir biologiniai transformacijos procesai vyksta tiesiogiai ir labai dažnai vienu metu išsiskyrus į aplinką, ir daro poveikį judėjimui, judumui, patekimo į organizmus potencialui ir sąveikai su organizmais. šių procesų tarpusavio sąveika ir nanodalelių judėjimas turi lemiamą įtaką jų išlikimui ir galiausiai ekotoksikologiniam potencialui.

 

Ką galima pasakyti apie organinių nanomedžiagų ir paviršiaus dangų biologinį skaidymą?

Biologinis skaidymas yra natūralus aplinkoje vykstantis procesas, kurio metu mikroorganizmai skaido bet kokią organinę medžiagą, kad perdirbtų biologiškai esminius elementus.

Biologinio skaidymo principas taip pat taikomas organinėms cheminėms medžiagoms. Kuo greičiau vyksta cheminės medžiagos biologinis skaidymas, tuo geriau, nes tuomet junginys išnyksta aplinkoje ir gali sukelti mažiau žalos. Todėl, atliekant nusistovėjusius standartinius bandymus (pvz., EBPO bandymų gairės), cheminių medžiagų pavojingumo vertinime reikalaujama ištirti potencialų išlikimą, siekiant nustatyti cheminės medžiagos biologinį skaidumą.

Todėl bet kurios „įprastos“ cheminės medžiagos atveju pagrindinis klausimas yra, ar ir kaip biologiškai skyla į aplinką išleistos organinės nanomedžiagos arba dangos. Atsižvelgdami į unikalias nanomedžiagų savybes, tyrėjai nagrinėja nusistovėjusių standartinių bandymų tinkamumą analizuoti jų biologinio skaidymo potencialą.

Nors iš pirmųjų požymių matyti, kad esami bandymų metodai iš esmės veikia, reikia dėti daugiau pastangų siekiant technologinių patobulinimų, kuriuose pripažįstami su nano pobūdžiu susiję reikalavimai, užuot pakeitus esamus arba sukūrus naujus bandymų metodus.