Risico's voor milieu en gezondheid van nanodeeltjes en nanomaterialen

Inleiding

Binnen de nanotechnologie en nanomaterialen worden kleine deeltjes aangewend waarvan de grootte binnen het nanometerbereik valt (miljoensten van een millimeter). Zij kunnen onze levenswaliteit enorm verbeteren. Zoals bij elke nieuwe technologie of evolutie zijn er ook potentiële nadelen.

Een van de moeilijkheden bij nanomaterialen is bepalen wat de verschillen zijn tussen de biologische, chemische en fysische eigenschappen ervan en die van traditionele materialen en welke impact die verschillen hebben op mogelijke nadelige effecten. Concreet moeten er nieuwe wetenschappelijke methoden worden ontwikkeld aangezien met de actuele methoden mogelijk geen nanomaterialen kunnen worden getest

Zijn er momenteel instrumenten beschikbaar om de potentiële risico's van nanomaterialen te beoordelen?

Voor een groot aantal producten worden voortdurend nieuwe nanomaterialen ontwikkeld. Tegelijkertijd verbeteren onze wetenschappelijke kennis en vaardigheden om de waargenomen eigenschappen van nanomaterialen te verklaren en te beschrijven, hoewel ze beperkt blijven. Belangrijker nog is dat onze kennis over de mogelijke nadelige effecten van nanomaterialen langzamer groeit dan de technologie zich ontwikkelt.

Wetenschappelijk onderzoek vordert, maar is er nog niet in geslaagd om algemeen beschrijvende modellen op te stellen. Er zijn meer concrete gegevens en kennis over de mechanismen nodig om dat proces te ondersteunen.

Kunnen nanomaterialen schadelijk en risicovol zijn?

Om te bepalen of nanomaterialen schadelijk kunnen zijn - als ze een gevaar vormen - is het essentieel en belangrijk om op te merken dat nanomaterialen en nanodeeltjes in de orde van grootte zijn van onze biologische mechanismen. Daarom zijn nanomaterialen toxicologisch gezien een 'nieuwe' categorie van bestanddelen die met biologische systemen kunnen interageren op een manier die we vandaag maar gedeeltelijk kennen. Grootte is echter niet de enige parameter die verantwoordelijk is voor een mogelijk toxisch effect van een bepaald nanodeeltje.

Bij het inademen van bepaalde nanodeeltjes kunnen lokale ontstekingen aan de longen worden teweeggebracht en kunnen er allergische reacties en schadelijke gevolgen op de genen optreden. Sommige specifieke types van nanovezels kunnen reacties gelijkaardig aan asbest veroorzaken, met inbegrip van chronische ontstekingen. Andere problemen houden verband met interne blootstelling, aangezien sommige deeltjes in de bloedbaan terecht kunnen komen en zich kunnen ophopen in organen zoals de lever en milt. Nanomateriaal kan doordringen in cellen, wat op zijn beurt kan leiden tot directe en indirecte genotoxische effecten.

Bovendien zijn nieuwe generaties complexe en gesofisticeerde nanomaterialen speciaal ontworpen voor bio-interactie of moleculaire zelfassemblage. Die nanomaterialen kunnen complex dynamisch gedrag vertonen, wat het wetenschappelijk onderzoeksproces fundamenteel bemoeilijkt. Die nieuwe categorie nanodeeltjes omvat namelijk nanocapsules die zijn ontworpen voor gebruik in levensmiddelen en die al voor medische doeleinden worden gebruikt.

Wat de beoordeling van het risico in verband met blootstelling aan nanodeeltjes in werkelijke omstandigheden betreft, moeten de algemeen gebruikte methoden ook worden aangepast vanwege de bijzondere eigenschappen van bepaalde nanomaterialen. Dat blijft een aanzienlijke en tijdrovende inspanning. Voor beroepsmatige blootstelling zijn pragmatische benaderingen ontwikkeld om bij te dragen tot de beoordeling en daaropvolgende monitoring van de blootstelling aan nanodeeltjes.

Welke risico's hebben nanodeeltjes voor het milieu?

De verscheidenheid van de gegevens omtrent de effecten en nanomaterialen maakt het moeilijk besluiten te trekken over de risico's die bepaalde nanomaterialen voor het milieu inhouden.

De meeste beschikbare informatie gaat over het aquatische milieu en er bestaat amper informatie over de gevaren van nanodeeltjes in bodem en sedimenten. Er wordt steeds meer aandacht besteed aan de mogelijke nadelige effecten van omzettingsproducten die ontstaan na de introductie van nanomaterialen in het milieu.

Modellen die het vrijkomen van nanodeeltjes, de verspreiding ervan in het milieu en de blootstelling van levende organismen aan nanodeeltjes beschrijven zijn nog steeds zeldzaam, evenals gegevens om die modellen te valideren. Er moet vooruitgang worden geboekt bij de ontwikkeling van analytische instrumenten en methoden voor het identificeren en meten van nanokarakteristieken in complexe omgevingen zodat gegevens worden verkregen over de aanwezigheid en blootstelling van nanomaterialen.

Uit een milieurisicobeoordeling van metaalzinkdeeltjes is gebleken dat het verschil tussen effectniveaus en blootstellingsniveaus relatief groot is, zodat er nog geen risico's voor organismen in communautaire wateren worden verwacht. Een soortgelijke beoordeling voor nanozilverdeeltjes sluit evenwel het optreden van schadelijke milieueffecten niet uit.

Wat zijn de belangrijkste hiaten in de kennis?

Op de volgende vier gebieden moet vooruitgang worden geboekt:

In de eerste plaats hebben we gegevens nodig - dat wil zeggen specifieke gegevens over nanomaterialen en nanodeeltjes, maar ook informatie over het gebruik en de vrijkoming van nanomaterialen/deeltjes in producten.

Ten tweede moeten we ons wetenschappelijke inzicht in nanotoxicologisch gedrag vergroten om vooruitgang te boeken op weg naar veralgemening en abstractie.

Ten derde moeten we niet alleen kijken naar bestaande eenvoudige nanomaterialen, maar ook de ontwikkeling van nieuwe generaties nanomaterialen monitoren en evalueren.

Ten vierde moeten we kijken naar de aspecten van risicobeheer en hoe we het verschil in tempo kunnen beheren tussen innovaties met nanomaterialen en onze wetenschappelijke en regelgevende capaciteit om onzekerheden en risico's te beoordelen. Daarnaast moeten we onderzoeken hoe we die potentiële risico's en onzekerheden kunnen aapakken.

De overheid, de maatschappij in het algemeen, de wetenschap en de industrie moeten samenwerken om manieren te vinden om innovatieve en fundamenteel nieuwe ontwikkelingen van materialen en risico's te beheren. Dat zou de beschikbaarheid van gegevens en de wederzijdse kennis vergroten.

In het algemeen is de Europese Commissie overeengekomen dat het huidige wetgevingskader van de EU grotendeels de potentiële risico's in verband met nanomaterialen dekt. Het kan evenwel nodig blijken de huidige wetgeving te herzien in het licht van de resterende leemten en nieuwe informatie, met name wat de drempelwaarden betreft.

¹Voor een verklaring van het belangrijke verschil tussen een «gevaar» en een »risico» in deze context, zie de korte GreenFacts-video over het onderwerp:
https://www.youtube.com/watch?v=PZmNZi8bon8 

Referenties:
Assessing health and environmental risks of nanoparticles: Current state of affairs in policy, science and areas of application  Assessing health & environmental risks of nanoparticles - An overview