Безпека наноматеріалів

Класифікація наночастинок може бути побудована, по-перше, на характеристиці їхньої форми. У цьому випадку розрізняють точечні наночастинки (з розміром менше 100нм у будь-якому вимірі), лінійні (протяжливі) об'єкти, такі як нанотрубки вуглецю, нановолокна, нанонитки, нанофіламенти, що характеризуються одним протяжним макроскопічним виміром (довжиною), двовимірні об'єкти (плівки нанометрової товщини) і, нарешті, тривимірні об'єкти з тонкою (фрактальною) структурою в нанометровому діапазоні (нанопен), нанокомпозити та ін. Другий тип класифікації заснований на хімічному складі й включає наночастинки вуглецю (фулерени, нанотрубки, графен), наночастинки елементарних (простих) речовин, бінарних сполук (окислів, сульфідів, нітридів та ін.), складних (потрійних і більше) хімічних сполук, наночастинки органічних полімерів і біологічних макромолекул. Третій тип класифікації заснований на підході отримання речовин у наноформі. Це, по-перше, "спадний" шлях, тобто отримання наночастинок шляхом процесу надтонкого розмільчіння речовини у формі суцільних фаз або макродисперсій. По-друге, це "висхідний" шлях, що полягає у молекулярній конденсації наночастинок із розчинів або з газової фази, насиченої парами речовин під впливом електричного розряду, лазерного випромінювання, високотемпературної плазми та ін.

Так як наноматеріали можуть володіти зовсім іншими фізико-хімічними властивостями та біологічною (у тому числі токсичним) дією, ніж речовини у звичайному фізико-хімічному стані, тому вони повинні у всіх випадках бути віднесені до нових видів матеріалів і продукції, характеристика потенційного ризику яких для здоров'я людини і стану середовища перебування у всіх випадках є обов'язковою.

При оцінці безпеки наноматеріалів у першу чергу варто враховувати їхній вплив на такі найважливіші біологічні характеристики, як проникність біомембран, генотоксичність, активність окислювально-відновних процесів, включаючи перекісне окислювання ліпідів, біотрансформація і елімінація з організму[22].

Існуюча сьогодні методологія оцінки ризику ґрунтується на повній токсикологічній оцінці кожної конкретної речовини, визначенні залежності "доза-ефект", даних про зміст речовини в об'єктах навколишнього середовища і харчових продуктів, розрахунку навантаження на населення, що дозволяє розрахувати наявні ризики. Однак для наноматеріалів у зв'язку з особливостями їхньої будови і поведінки дана методологія може бути застосована обмежено (або незастосовна) у зв'язку з наступними причинами:

- токсичність наночастинок не може бути виведена в порівнянні з аналогами в макродисперсній формі або у вигляді суцільних фаз, тому що токсикологічні властивості наноматеріалів є результатом не тільки їхнього хімічного складу, але й розмаїтості їхніх інших особливостей, таких як поверхневі характеристики, розмір, форма, сполука, хімічна реактивність та ін;

- наявні токсикологічні методології засновані на визначенні токсичності речовини щодо масової концентрації, що не прийнятно для наноматеріалів, для яких основними визначальними властивостями можуть бути величина площі поверхні або наночастинки;

- відсутні стандартизовані індикатори нанотоксичності, які повинні обов'язково враховувати внесок таких характеристик, як поверхневі властивості, розмір, форма, сполука, хімічна реактивність складових їхніх часток;

- відсутні надійні дані про органи-мішені дії конкретних наноматеріалів;

- методи виявлення, ідентифікації й кількісного визначення наноматеріалів у об'єктах навколишнього середовища, харчових продуктах і біосередовищах, які могли б вірогідно відрізнити їх від хімічних аналогів у макродисперсній формі, недостатньо розроблені;

Цікаві статті з розділу

Екологічна характеристика території природного заповідника Кам'яні Могили
Актуальність: у наш час степові екосистеми піддались найбільш сильному антропогенному впливу. Розорювання, зрошення, забудова, вплив хімічних реагентів, монокультура, вітрова та водна ерозія ...

Екологічні проблеми енергетики
Енергетика - найважливіший фактор у процесі перетворення природи людиною. Виробництво енергії, її транспортування і споживання набули глобального характеру. Створений людством енергетичний потенціал з ...

Моніторинг екологічного стану ґрунтів сільськогосподарського призначення
Проблема збереження ґрунтового покриву сільськогосподарських угідь та родючості ґрунтів набула загрозливих масштабів. Це пов’язано зі значною розораністю території, із збільшенням викидів у земл ...