Ocena losu i toksyczności nanocząstek w środowisku. Projekt został stworzony, aby wypełnić lukę w wiedzy i metodologii na temat oceny środowiskowego ryzyka wywołanego używaniem ENPs (engineered nanoparticles) sfunkcjonalizowanych nanocząstek. Celem projektu jest określenie ewentualnych zagrożeń, jakie ENPs mogą powodować w środowisku.

Tytuł projektu: Ocena losu i toksyczności nanocząstek w środowisku
Czas realizacji: 2009 – 2013
Źródło finansowania: 7thFP
Stron internetowa projektu: https://wiki.ceh.ac.uk/display/nanofate/Home

 

Partnerzy projektu:
1. Natural Environment Research Council NERC, UK - koordynator
2. VU University, Amsterdam VUA, NL
3. Oxford University UOXF.DJ, UK
4. University of Aveiro UAVR, PT
5. Faust & Backhaus F+B, DE
6. NanoTrade NT, CZ
7. Università degli Studi del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro UNIPMN, IT
8. Institute of High Pressure Physics, Polish Academy of Sciences IHPP, PL
9. Cardiff University CU, UK
10. Amepox AXME, PL
11. Gothenburg University, UGOT SE
12. SYMLOG France SYMLOG, FR

Abstrakt:

Projekt NanoFATE został stworzony, aby wypełnić lukę w wiedzy i metodologii na temat oceny środowiskowego ryzyka wywołanego używaniem ENPs (engineered nanoparticles) sfunkcjonalizowanych nanocząstek.

Naszym celem jest ocena losu ENP w środowisku i ryzyka, tak jak w wysoko objętościowych produktach, dla których recykling nie jest możliwy; dodatkach paliwowych; środkach polerskich; produktach higieny osobistej i produktach antybakteryjnych. Jako reprezentantów tych produktów wybrano, kilka dostępnych w handlu EPNs CeO2, ZnO i Ag ( różniące się rozmiarem ziarna i charakteryzujące się odmienną chemią powierzchni i wnętrza). Będzie obserwowane ich poprodukcyjne życie, od momentu wniknięcia do środowiska jako „zużyte produkty”, poprzez utylizację odpadków aż do ich ostatecznego losu i potencjalnych efektów toksycznych. Będzie to badanie i ocena użyteczności aktualnych metod badania losu nanocząstek i ich ewentualnego zagrożenia dla środowiska oraz możliwość określenia kierunku ich modyfikacji aby ocenić wpływ ENPs we wczesnym stadium. NanoFATE skupia się na stworzeniu systemowego zrozumienia losu sfunkcjonalizowanych nanocząstek w środowisku i mechanizmów oraz efektów zachodzących wewnątrz ENPs i zrozumieniu jak one mogą wpływać na zastosowanie obecnych metod oceny ryzyka ekologicznego. Fakt, że badane przez nas ENPs, są związane z powszechnie i szeroko używanymi produktami dodaje ekonomicznego i ekologicznego znaczenia naszej pracy. Ponadto, każdy z wybranych ENPs-ów , będzie miał inną chemię wnętrza i powierzchni i inne właściwości fizyczne. Umożliwi nam to opracowanie modelu, który pokaże w jaki sposób fizyczne właściwości ENP wpływają na los i zachowanie w środowisku, i ich potencjalną toksyczność. Zostanie to osiągnięte poprzez systematyczne badania różnych aspektów związanych z losem i toksycznością, i poszukiwania możliwości polepszenia oceny ryzyka środowiskowego przy stosowaniu ENPs, starając się realizować dziewięć celów NanoFATE opisanych poniżej.

Potencjalne efekty wpływu ENPs na ludzkie zdrowie są w oczywisty sposób ważne i przegląd europejskiej nauki i programów narodowych wskazuje, że wiele prowadzonych obecnie projektów zajmuje się tym zagadnieniem (np. NANOTOX, CELLNANOTOX, IMPART, NANOSH, NanoReTox). W wyraźnym kontraście do tego, zaledwie kilka jak dotąd, badań skupia się na rozwijaniu i ulepszaniu metod oceny losu ENPs w środowiskowym ekosystemie (np. glebie i naturalnej wodzie) i ich znaczących ekotoksykologicznych efektach. Z tego powodu NanoFATE zamierza skupić się na tych zaniedbanych aspektach i ich zintegrowaniu.

Ze względu na początkowe i w pełni zrozumiałe skupienie się na bezpośrednim ryzyku dla zdrowia ludzi, wiedza o fundamentalnych aspektach ryzyka środowiskowego związanego z ENPs jest niewielka w kilku podstawowych dziedzinach, takich jak:

• Los ENPs od momentu wniknięcia do środowiska do miejsca ostatecznego pobytu;
• Jak ENP-ENP i środowiskowe interakcje wpływają na biotyczną dostępność ENPs i jak różne własności ENP( rozmiar, powierzchnia) wpływają na obecność/wychwytywanie;
• W jaki sposób zasadnicze właściwości nanocząstek takie jak, rozkład wielkości cząstek, chemia powierzchni, kształt i właściwości optyczne wpływają na toksyczność
• Ciągły wzgląd na eko-toksyczność, która jak na razie była głównie postrzegana jako nierealistyczne skupianie się na środowisku lub w innych badaniach, gdzie nie było pewne, czy rozpuszczalnik używany do przemywania, zanieczyszczenia, czy same nanocząstki spowodowały zaobserwowany efekt;
• Mechanizm toksyczności nanocząstek gdy porównujemy go do działania zwykłych chemikaliów lub jonów wolnych metali i tak jak obserwowany wpływ ENPs na geny lub białka związane z konkretną reakcją (np. jak stes oksydacyjny w liniach komórkowych) związany ze znaczącymi efektami in vivo;
• Możliwość wypróbowania obecnie używanych metod oceny ryzyka środowiskowego dla zwykłych chemikaliów i zastosowanie ich dla ENPs i wprowadzenie koniecznych modyfikacji, które umożliwią wykorzystanie obecnych regulacji prawnych i programów do oceny ryzyka produktów nanotechnologicznych.

Poprzez badanie losu i zachowania wybranych sfunkcjonalizowanych nanocząstek i ich wpływu na środowisko, NanoFATE idzie dalej niż wstępna ocena, która była możliwa dotychczas, umożliwiając ściśle naukowe analizy związane z każdym z omówionych powyżej aspektów. Wyniki otrzymane po przeanalizowaniu każdego z dziewięciu celów NanoFATE umożliwią nam znaczne poszerzenie naszej wiedzy.

 

Oczekiwane rezultaty (cele projektu):

NanoFATE dostarczy solidnych narzędzi, technik i wiedzy potrzebnej do zrozumienia i określenia ryzyka związanego z ENPs o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych, włączając w to ich współoddziaływania w środowisku i toksyczność.

Plan pracy został zaprojektowany tak aby poczynić postęp badań przekraczający obecny stan wiedzy. Podczas gdy niektóre cele projektu skupiają się tylko na jednym pakiecie roboczym WP, inne krzyżują się, zapewnia to integrację planu pracy w celu otrzymania nowych ilościowych metod oceny ryzyka jakie stwarzają ENP dla środowiska.

Dostarczenie systematycznych badań na temat losu i toksyczności wybranych ENPs będzie wymagało osiągnięcia dziewięciu celów:

• Zaprojektowanie, znakowanie i wyprodukowanie ENPs
• Analizy współzależności ENP z ożywioną i nieożywioną materią
• Stworzenie przewidywalnych modeli wykrywania ENP w wodzie i glebie wzbogaconej szlamem i mułem kanalizacyjnym
• Badania zachowania i losu ENP podczas utylizacji ścieków
• Określenie poważnej i chronicznej eko-toksyczności
• Ocena efektów fizyko-chemicznych właściwości na biodostępność ENP
• Zdefiniowanie mechanizmu absorpcji, środowiskowych szlaków i toksyczności
• Stworzenie specjalnego modelu(li) RA oceny ryzyka, który zintegruje los ENP, dostępność, akumulację i toksyczność w czasie całego post- produkcyjnego istnienia
• Pogłębienie zrozumienia zagrożenia ENP dla środowiska

Pozostałe, ważne informacje:

Zadaniem naszego laboratorium jest opracowanie metod optymalnej charakteryzacji zarówno świeżo wytworzonych domieszkowanych nanoproszków jak również nanoproszków, które zostały wprowadzone do środowiska i zetknęły się z substancjami będącymi innego rodzaju zagrożeniem dla środowiska naturalnego (jak promienie UV, silnie żrące substancje etc.). Badania takie będą miały na celu wykrycie ewentualnych zmian właściwości ENPs po przejściu całej tej drogi w środowisku.

Podczas całego trwania projektu, wszyscy jego uczestnicy mają obowiązek informowania środowisko naukowe i społeczeństwo o celach projektu, kształcenie doktorantów, udział w konferencjach i workshopach.

Po zakończeniu projektu będą publikowane jego rezultaty.

Link do strony projektu - https://wiki.ceh.ac.uk/display/nanofate/Home