- Jo mindre, jo farligere

Nanoteknologi er i ferd med å bli hverdagskost, men hva skjer med knøttsmå menneskeskapte metallpartikler når de slippes ut i naturen? Dette var et av temaene som ble diskutert på SETAC-møtet i Gøteborg denne uken.

Publisert
(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)
(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)

Fakta om SETAC:

Står for Society of Environmental Toxicology and Chemistry.

SETAC ble grunnlagt i 1979.

På årets SETAC-møte samles over 1500 forskere fra hele verden for å diskutere årets tema som er økosystemets helsetilstand og hvordan vi kan beskytte det.

Nanoteknologiens innvirkning på miljøet, nye farmakologiske risikoer, giftstoffer i polarområdene, og forurensning på molekylnivå er blant temaene som tas opp på det nittende årlige SETAC-møtet.

SETAC er en non-profit-organisasjon som arrangerer et forum for individer og institusjoner som holder på med utdanning, forskning og utvikling, økologisk risikovurdering, produksjon og distribusjon av kjemikalier, forvaltning og regulering av naturressurser, og studier, analyser og løsing av miljøproblemer.

SETAC har over 5000 medlemmer, de fleste av dem innenfor feltene kjemi, toksikologi, biologi og økologi, atmosfærisk forskning, helse, og såkalt environmental engineering.

Organisasjonen samler eksperter både fra staten, forskningen, og det private næringslivet.

Fakta om nanoteknologi:

En nanometer er en milliontedels millimeter.

Nanoteknologi brukes i fysikk, kjemi, biologi, medisin og materialvitenskap.

Alle områdene i disse disiplinene som operer på nanonivå kalles nanoteknologi, og feltet er tverrfaglig av natur.

Et enkeltatom er rundt 0.1 nanometer stort, et virus er mellom 40 og 200nm.

Kilde: Wikipedia

De knøttsmå metallpartiklene vi bruker i solkremen vår, til å holde kjøkkenbenken bakteriefri og til å lage solbrilleglass som beskytter mot UV-stråler, ender til slutt opp i magen til alt fra blåskjell til meitemark, og inne i cellene til grønnalger og fisk.

Partiklene kan forårsake skade, og forskningsresultater tyder på at noen av de aller minste nanopartiklene er de farligste.

Nanopartiklenes potensielle farer er et av temaene som diskuteres når forskere fra hele Europa tropper opp på SETACs årlige møte i Gøteborg denne uken for å presenterte resultater fra de siste forskningsprosjektene sine.

Mange av studiene er ikke ferdigstilt eller publisert enda, og noen av presentasjonene tar for seg forsøk som er del av større forskningsprosjekter.

Sølvpartikler i vaskemaskinen

En studie satt i gang av Norsk institutt for vannforskning (NIVA), i samarbeid med Universitetet i Oslo og svenske og britiske universiteter, tar for seg sølvpartiklene som tilsettes vaskemidler.

Sølv er nemlig kjent for å ha antibakterielle egenskaper, og nanopartikler i sølv blir brukt i flere og flere forbrukervarer som vaskemaskiner, kjøkkensvamper, klær, maling og benkeplater.

Forskerne fra NIVA har sett på en Silver Nano-vaskemaskin av merket Samsung - en vaskemaskin som ifølge produsenten selv vil redefinere hva vi tenker på som rent.
Vaskemaskinen inneholder 400 milliarder sølvpartikler som det sendes elektrisitet gjennom.

Ifølge produsenten skal metoden gjøre at over 99,99 prosent av alle bakteriene i klærne dør, og de bitte små sølvpartiklene skal også hindre at bakterier slår seg ned på klærne i opptil en måned etter vask.

Forskerne har sjekket hva som endte opp i vannet etter ulike vaskeprogrammer i Silver Nano-maskinen, og foreløpige resultater tyder på at nanopartiklene forsvinner ut i kloakken og sprer sølv rundt i naturen. En hel del nanopartikler satt også fast i bomullstøyet som ble vasket med denne teknikken i forsøket.

"Samsung har utviklet en vaskemaskin som bruker sølvpartikler i nanostørrelse til å drepe bakterier. (Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)"
"Samsung har utviklet en vaskemaskin som bruker sølvpartikler i nanostørrelse til å drepe bakterier. (Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)"

Forskerne konkluderer foreløpig med at vaskemaskiner som bruker Silver Nano-teknologien har stor innvirkning på bakteriene i naturen.

De små sølvpartiklene kan drepe opptil 650 forskjellige typer bakterier, og forskerne sa i sin presentasjon at det naturlige bakterienivået i vannet sank betraktelig etter å ha blitt blandet med avløpsvannet som kommer ut av Samsung-vaskemaskinen.

Nanosølv og meitemark

Lars-Henrik Heckmann fra Aarhus Universitet i Danmark har ledet en studie av hvordan nanopartikler av sølv påvirker meitemarken Eisenia fetida. Forskerne sjekket også hvordan marken reagerte på ionisert sølv, eller sølvsalt, og oppdaget at noen av genene ble kraftig påvirket av sølvsaltet, mens andre hadde vanskeligheter med å takle nanopartiklene.

Men de så også at marken hadde en forsinket reaksjon da den ble utsatt for nanopartiklene, noe som kan tyde på at nanopartiklene omdannes til sølvsalt.

- Vi vet ikke ennå om denne eventuelle omdanningen skjer i jorda eller inne i kroppen til meitemarken, men vi har satt i gang et prosjekt som skal se på dette, sier Heckmann til forskning.no.

Forskerne så blant annet på hvordan nanosølvet påvirket meitemarkens genuttrykk og undersøkte 9 ulike gener.

- Nanosølv i jord er som en tidsinnstilt bombe. Når konsentrasjonen øker og partiklene gjøres om til ioner, vil dødeligheten for organismer øke kraftig og plutselig ble det for mye for meitemarken, sier han.

"Lars-Henrik Heckmann er bekymret for hvordan det skal gå med meitemarken når den utsettes for nanosølv. (Foto: Bjørnar Kjensli)"
"Lars-Henrik Heckmann er bekymret for hvordan det skal gå med meitemarken når den utsettes for nanosølv. (Foto: Bjørnar Kjensli)"

- Vil få mer nanosølv

Det hører med til historien at konsentrasjonene av nanopartikler og sølvsalt som forskerne opererte med i forsøkene sine er mye høyere enn det som kan forekomme i naturen, selv etter kraftig forurensning.

- Vi prøvde med konsentrasjoner som er langt over det vi kan finne ute, for rett og slett å finne ut effekten av sølvet på molekylært nivå, men nanosølv er også i ferd med å bli mer populært.

- Etter noen år med bruk av produkter med nanosølv, og en opphopning av dette i vann som kommer ut av renseanlegg, vil vi nok se ganske høye konsentrasjoner. Særlig i de landene hvor vannet går rett fra renseanlegget til vanning i jordbruket, avslutter Heckmann.

Knøttsmå kobberpartikler

Nanopartikler av kobber brukes blant annet i ulike typer blekk, elektroniske kretskort og antibiotika. Noen forskere har også gjort forsøk med kobberpartikler for å få hydrogenbrenselceller til å fungere bedre.

Men nanopartikler av kobber blir sett på som svært giftige, sammenliknet med partikler av nikkel, kobolt og aluminium, spesielt for dyr som lever i vann.

Woo-Mi Lee og Youn-Joo An fra Konkuk University i Seoul i Sør-Korea har testet hvor giftige kobberpartiklene er for meitemarken Perionyx excavatus. De foreløpige resultatene er ikke særlig oppløftende.

Ved lave konsentrasjoner så meitemarkene ut til å dø tidlig, og ved høyere konsentrasjon fikk de også tydelige hevelser og blodutredelser før de døde. I tillegg greide ikke markene å spise så mye som de trengte da jorda var full av kobberpartikler.

Wolfram og mennesker og fisk

Professor Dana Kühnel og hennes kollegaer ved Helmholtz Centre for Environmental Research i Tyskland har gjort en studie av nanopartikler av wolfram og kobolt.

Nanopartikler av wolfram blir brukt i industrien fordi de bitte små partiklene gjør det mulig å lage materialer som er hardere. Stoffet ses på som mulig kreftfremkallende.

Studien er i trykken hos tidsskriftet Aquatic Toxicology og kommer i neste nummer.

Kühner forteller i sin presentasjon at forskerne testet nanopartiklene på menneskelige hudceller og gjelleceller hos fisk. De fant ut at wolframpartiklene ble tatt opp i cellene, men ikke helt inn til cellekjernen.

Nanopartiklene viste seg å ha innvirkning på genaktiviteten hos både menneske og fisk, men Kühnel sier det er for tidlig å si om det er partiklenes størrelse, eller den kjemiske sammensetningen som gir reaksjonen.

De minste var farligst

"Karen Van Hoecke ved Ghent University i Belgia har sett på hvordan ceriumdioksid påvirker grønnalger. (Foto: Bjørnar Kjensli)"
"Karen Van Hoecke ved Ghent University i Belgia har sett på hvordan ceriumdioksid påvirker grønnalger. (Foto: Bjørnar Kjensli)"

Karen Van Hoecke ved Ghent University i Belgia har studert ceriumdioksid, som blant annet brukes som tilsetningsstoff i spesialglass for UV-filter og i dieselmotorer.

I studien Fate and Effects of CeO2 Nanoparticles in Aquatic Ecotoxicity Tests testet Van Hoecke nanopartikler av det litt myke metallet på vannloppen Daphnia magna, og på grønnalgen Pseudokirchneriella subcapitata.

Hun testet tre ulike partikkelstørrelser blandet i vann, og sier i presentasjonen at resultatene tyder på at jo mindre partiklene er, jo giftigere er de for organismene.

Gull og blåskjell

Sara Tedesco ved University College Cork i Irland presenterte sin studie av gullnanopartiklers effekt på blåskjellarten Mytilus edulis, som vi finner i sjøen langs norskekysten.

Nanopartikler av gull brukes i kosmetikk, solkrem, kreftbehandling, og i antibakterielle overflater som matbokser og benkeplater.

Også dette prosjektet kom frem til konklusjonen at jo mindre partiklene var, jo giftigere var de for organismen. Hos blåskjellet endte partiklene opp i fordøyelsessystemet, og der ble de.

Studien er ferdig skrevet og kommer på trykk i det neste nummeret av tidsskriftet Marine Environmental Research.

Kilder:

Woo-Mi Lee et. al., Toxicity and bioavailability of copper nanoparticles to the terrestrial plants mung bean (Phaseolus radiatus) and wheat (Triticum aestivum): Plant agar test for water-insoluble nanoparticles, Environmental Toxicology and Chemistry, 2008

Sara Tedesco et. al., Gold nanoparticles and oxidative stress in Mytilus edulis, Marine Environmental Research, 2008