Kā nanomateriāli pārveidojas vidē

Pētījumi liecina, ka, nonākot vidē, nanomateriāli nekavējoties un kompleksi pārveidojas. Tās var būt bioloģiskas, fiziskas vai ķīmiskas transformācijas, ko ietekmē materiālu specifiskās īpašības un vides apstākļi.

Nanomateriāli var nonākt vidē jebkurā to dzīves cikla posmā, sākot ar izejvielu ražošanu, izmantojot nanomateriālus saturošu produktu vai šo produktu pārstrādājot vai pārvēršot atkritumos. Tas var notikt tieši, piemēram, peldoties, izmantojot saules aizsarglīdzekļus, kas satur nanomateriālu, vai netieši, izmantojot tehniskas sistēmas, piemēram, notekūdeņu attīrīšanas iekārtas.

Lai saprastu, kā dažādi nanomateriāli darbojas dažādos vides apstākļos, ir svarīgi ņemt vērā to ķīmisko, fizisko un bioloģisko transformāciju.

 

Transformācijas procesi ir sarežģīti un notiek vienlaicīgi

Tas, kā nanodaļiņas mainās vidē, ir atkarīgs no to unikālā sastāva, kuru nosaka to izmērs, pamatsastāvs un virsmas apstrāde, ko dēvē par pārklāšanu. šie parametri lielā mērā nosaka to stabilitāti, šķīšanu vai aglomerāciju, kā rezultātā iegūst transformētus materiālus ar atšķirīgu uzvedību.

To vēl vairāk sarežģī vides apstākļu, piemēram, temperatūras, dažādu sāļu vai citu organisku un neorganisku daļiņu, ietekme uz nanodaļiņu transformāciju.

Visbeidzot, mijiedarbība ar organismiem ietekmē specifiskās transformācijas reakcijas. šī mijiedarbība ir abpusēja – daļiņas un organismi ietekmē viens otru, piemēram, detoksikācijas reakcijas, kas maina daļiņu galvenās iezīmes. 

šie fizikālie, ķīmiskie un bioloģiskie transformācijas procesi notiek nekavējoties un ļoti bieži vienlaikus pēc izdalīšanās un ietekmē pārnesi, mobilitāti, uzņemšanas potenciālu organismos un mijiedarbību ar tiem. šo procesu un nanodaļiņu pārneses mijiedarbība nosaka nanodaļiņu apriti un galu galā to ekotoksikoloģisko potenciālu.

 

Kā ar organisko nanomateriālu un virsmas pārklājumu bioloģisko noārdīšanos?

Bioloģiskā noārdīšanās ir dabisks process, kas notiek vidē, kurā mikroorganismi sadala jebkādu organisku materiālu, lai reciklētu bioloģiski būtiskus elementus.

šis bioloģiskās noārdīšanās princips attiecas arī uz organiskajām ķīmiskajām vielām. ātrāka ķīmiskās vielas bioloģiskā noārdīšanās ir labāka, jo tad savienojums ātrāk izzūd no vides un var radīt mazāku kaitējumu. Tāpēc, lai noteiktu ķīmiskās vielas biodegradācijas iespēju, ir jāizpēta iespējamā noturība ķīmiskās bīstamības novērtēšanā, izmantojot sen izmantotus standarta testus (piemēram, ESAO testēšanas vadlīnijas).

Tāpēc, tāpat kā jebkuras ierastas ķīmiskās vielas gadījumā, galvenais ir tas, vai un kā organiskie nanomateriāli vai pārklājumi bioloģiski noārdās, kad tie nonāk vidē. ņemot vērā nanomateriālu unikālās īpašības, pētnieki izvērtē noteikto standarta testu piemērotību, lai analizētu to bioloģisko noārdīšanos.

Lai gan pirmās norādes liecina, ka esošās testēšanas metodes pēc būtības ir iedarbīgas, vairāk pūļu jāvelta tehnoloģiskiem uzlabojumiem, kuros ņem vērā nanospecifiskās prasības, nevis jāmaina esošie testi vai jāizstrādā jaunas metodes.