Сколько созданных человеком наночастиц попадает в воздух, землю или воду? Чтобы оценить эти суммы, группа исследователей во главе с Берндом Новаком из Empa в Санкт-Галлене разработала компьютерную модель в рамках Национальной исследовательской программы «Возможности и риски наноматериалов» (NRP 64). «Наши оценки представляют собой наилучшие имеющиеся данные о накоплении в окружающей среде наносеребра, наноцинка, нанодиоксида олова и углеродных нанотрубок», — говорит Новак.Косметика и теннисные ракеткиВ отличие от статических расчетов, используемых до сих пор, их новая динамическая модель не только учитывает значительный рост производства и использования наноматериалов, но также учитывает тот факт, что разные наноматериалы используются в разных приложениях.
Например, наноцинк и нанодиоксид титана встречаются в основном в косметике. Примерно половина этих наночастиц попадает в сточные воды в течение года, а оттуда попадает в ил сточных вод. Углеродные нанотрубки, однако, интегрированы в композитные материалы и связаны в изделиях, которые фиксируются и, таким образом, встречаются, например, в теннисных ракетках и велосипедных рамах.
Может пройти более десяти лет, прежде чем они будут выпущены, когда эти продукты попадут на сжигание или переработаны.39000 метрических тонн наночастицВ этом исследовании участвовали исследователи из Empa, ETH и Цюрихского университета.
Предполагаемое ежегодное производство нанодиоксида титана в Европе составляет 39 000 метрических тонн, что значительно больше, чем общий объем производства всех других наноматериалов. Их модель рассчитывает, сколько из них попадает в атмосферу, поверхностные воды, отложения и Землю и накапливается там.
В ЕС использование осадка сточных вод в качестве удобрения (практика, запрещенная в Швейцарии) означает, что сегодня средняя концентрация нанотитана диоксида достигает 61 микрограмма на килограмм в пораженной почве.Однако знание степени накопления в окружающей среде — это только первый шаг в оценке риска наноматериалов.
Теперь эти данные необходимо сравнить с результатами экотоксикологических тестов и установленными законом пороговыми значениями, — говорит Новак. Оценка рисков с его новой моделью до сих пор не проводилась.
Однако более ранняя работа с данными статической модели показала, что концентрации, определенные для всех четырех исследованных наноматериалов, не окажут никакого воздействия на окружающую среду.Но, по крайней мере, в случае наноцинка его концентрация в окружающей среде приближается к критическому уровню.
Вот почему этому конкретному наноматериалу следует уделить приоритетное внимание в будущих экотоксикологических исследованиях — даже несмотря на то, что наноцинк производится в меньших количествах, чем нанодиоксид титана. Кроме того, экотоксикологические тесты до сих пор проводились в основном на пресноводных организмах.
Исследователи пришли к выводу, что дополнительные исследования с использованием почвенных организмов являются приоритетом.