Medžiagos, kurių vertė beveik 70 mlrd. litų: ką apie jas žinome?

Žmogaus plika akimi nematoma dalelė – nano (milijardinė metro dalis – red. past.) gamtoje egzistuoja nuo seniausių Žemės susiformavimo laikų, tačiau ilgainiui jos pritaikymą nanotechnologijų mokslas rado įvairiose žmonių veiklose – medicinoje, farmacijoje, elektronikos, kosmetikos, tekstilės ir net maisto pramonėje. Pastebėta, kad medžiagos nanolygmenyje pasižymi visai kitokia elgsena ir gali praturtinti gaminius jiems nebūdingomis savybėmis. Tačiau ten, kur atsiveria naujos galimybės, visada slypi ir tam tikros rizikos.  Apie jas GRYNAS.lt kalbasi su mokslo, verslo ir valdžios atstovais.

Toksiškumo klausimas iškeltas visai neseniai

Nanodalelių panaudojimo įvairiuose žmogaus sukurtuose gaminiuose tema buvo nagrinėta prieš savaitę praūžusioje „Eko logikos“ parodoje, kurios metu nevyriausybinė „Baltijos aplinkos forumo“ (BEF) organizacija surengė diskusiją moksleiviams. Jiems buvo pasakojama, kad nanomedžiagų šaltinių gausu ir natūralioje gamtoje – pavyzdžiui, po ugnikalnių išsiveržimų, miškų gaisrų ar smėlio audrų gamtoje pasklinda milijardai smulkių nano dydžio dalelių. Tokias daleles „pagamina“ ir tam tikri žmonių veiklos šaltiniai – pavyzdžiui, cigarečių dūmai, transporto išmetamosios dujos.

Ko gero, sparčiausiai šiuo metu besivystanti sritis, kur naudojamos nanodalelės – tai pramonė: kosmetikos produktai, vaistai, sporto prekės, vaizdo aparatūros įranga, tekstilė, maisto produktų pakuotės ir t.t. Pavyzdžiui, tekstilės pramonėje naudojamos sidabro nanodalelės gali suteikti antibakterinių savybių, padėti ilgiau išlaikyti malonų tekstilės gaminių kvapą, anglies nano vamzdeliai padeda sporto inventoriui suteikti tvirtumo, lengvumo.

Teko girdėti, kad vieni pirmųjų dirbę su sidabro nanodalelėmis ir nelabai saugojęsi mokslininkai vaikščiojo pajuodavusiomis rankomis, nes į odą prasiskverbusios sidabro nanodalelės ten ir liko labai ilgam laikui.

D. Černiauskaitė

„Nors apie nanodaleles pradėta kalbėti nuo 1985 metų, pavienių straipsnių apie neigiamą poveikį, jų toksiškumą pasitaikė tik 1996-1998 metais, o nuo 2004 metų pradėta plačiau kalbėti apie toksikologiją. Jeigu nanodalelės pasižymi kitokiomis savybėmis, jos patekusios į gyvuosius organizmus turi kitokį poveikį. Ar visąlaik tas poveikis geras ir iš kur atsiranda rizikos, šiandien ir pakalbėsime“, - pristatydama moksleiviams šią temą sakė BEF cheminių medžiagų specialistė Laura Stančė.

Anot jos, nanotechnologijos yra tarpdisciplininė technologija, sujungianti tiek fiziką, tiek chemiją, tiek biologiją, todėl šią sritį tyrinėjant reikalingas labai kompleksiškas požiūris į nanodaleles ir platų jų panaudojimą.

„Vertinant poveikį sveikatai, reikia įvertinti visas tiek fizikines, tiek chemines, tiek biologines savybes“, - atkreipė dėmesį L. Stančė.

Didžiausia bėda – tyrimų trūkumas

Į žmogaus organizmą nanodalelės gali patekti labai įvairiais būdais – jeigu naudojama nanodalelių turinti kosmetika ir mes ją tepame ant odos, nanodalelės gali lengvai per odą patekti į kraują. Jeigu nanodalelės naudojamos maisto pakuotėse, jų į organizmą gali patekti per virškinamąjį traktą. Nanodalelių galima įkvėpti ir per plaučius. Atlikti pavieniai tyrimai parodė, kad prarijus nanodalelių, beveik 98 proc. jų organizmas geba pašalinti,  tačiau joms patekus per kraują, 80 proc. lieka kepenyse.

Eksperimentiniai tyrimai su gyvūnais taip pat atskleidė, kad bioakumuliacinės medžiagos (linkusios kauptis gyvuose organizmuose – red. past.) išsiskyrimas iš plaučių užtrunka kelis mėnesius ar net metus, o štai didžiąsias daleles iškosime žymiai greičiau.

„Įkvėptos nanodalelės po septynių dienų buvo rastos kepenyse, blužnyje, smegenyse, inkstuose, širdyje ir kaulų čiulpuose. Taigi tokios dalelės įkvėptos yra išnešiojamos po visą organizmą. Šiuo metu manoma (nes nėra tikslių įrodymų), kad neorganininės dalelės medžiagų apykaitoje nedalyvauja, o kad organinės dalelės gali įsiterpti – yra įtarimų, todėl yra atliekami moksliniai tyrimai“, - atliktą vieną iš tyrimų komentavo BEF specialistė. Ji pabrėžė, kad šiuo metu didžiausia problema tyrinėjant nanodalelių poveikį žmogaus organizmui, yra ilgalaikio poveikio tyrimų trūkumas.

„Didžiausia problema yra ta, kad nėra mokslinių tyrimų apie nanodalelių ilgalaikį poveikį. Mes kalbame, kad labai svarbu, kai turime pavyzdžius iš pavojingų cheminių medžiagų ankstesnio naudojimo (kai plačiai paplito plastifikatoriai ir degumą mažinančios medžiagos, o vėliau pastebėjus neigiamą jų poveikį šios medžiagos imtos griežčiau reglamentuoti – red. past.), prieš pradedant plačiai naudoti, ištirti visus galimus ilgalaikius poveikius ir pasirinkti tik saugų naudojimą. Negalima apibrendinti visų nanodalelių ir visų jų naudojimo sričių“, - akcentavo L. Stančė viešoje paskaitoje.

Manipuliuojama atomais ir molekulėmis

Bendrovės „Baltic Nano Technologies“ chemikės dr. Deimantės Černiauskaitės teigimu, jų įmonė nanotechnologijas pritaiko apsauginėse įvairių paviršių dangose. Vartotojams yra pateikiamos tam tikros medžiagos bei jų kompozicijos, kuriomis padengę norimus paviršius tokius, kaip betonas, medis, tekstilė, stiklas, keramika, žmonės gali juos apsaugoti nuo aplinkos poveikio, padaryti juos lengviau valomus bei prižiūrimus.

„Nanotechnologiniai impregnantai skiriasi nuo įprastų tuo, kad visiškai nekeičia padengto paviršiaus spalvos, pralaidumo orui ir kitų savybių, išskyrus tai, kad padaro tą paviršių vandeniui nelaidų. Kai kurie mūsų gaminiai paviršius gali padaryti ir oleofobinius, tai reiškia, prie tokių paviršių nekibs purvas, riebalai, tepalai, dažai“, - paaiškina D. Černiauskaitė.

Paklausta apie galimas nanotechnologijų keliamas rizikas, chemikė svarsto, kad jos labai priklauso nuo to, kokios medžiagos naudojamos norimam tikslui pasiekti, kokį efektą norima išgauti, kur tai bus panaudojama.

„Kiekviena sritis turi savas rizikas. Apskritai nanotechnologijų mokslo tikslas yra išgauti norimas medžiagos savybes dirbant su ta medžiaga nanolygmenyje (1-100 nm), t.y. manipuliuojant jos atomais, molekulėmis arba molekulių grupėmis siekiant išgauti tam tikrų savybių turinčias struktūras“, - papildo specialistė.

Viena iš rizikų – netirpumas vandenyje

Chemikė, norėdama iliustruoti, kaip nanodalelių panaudojimas įvairiuose gaminiuose gali suteikti joms tiek teigiamų, tiek neigiamų savybių, pateikia pavyzdį su kosmetikos priemonėmis.

„Kosmetikoje yra naudojami tokie dariniai kaip micelės, kurie dėl savo giminingumo ląstelės membranai, geba su ja susilieti ir užtikrinti naudingųjų medžiagų (kolageno, vitaminų ir kt., kurias neša savo viduje) patekimą į ląstelę. Be micelių pagalbos galime teplioti veidą, kuo tik norime - kolagenu, vitaminais, jei tų medžiagų molekulės nesugebės pereiti ląstelės membranos, tai oda nebus praturtinta nei vitaminais, nei kolagenu, nei kitomis reikalingomis medžiagomis. Bet visada bet kokioje srityje yra savų pliusų ir savų minusų. Kartu su vitaminų molekulėmis į lastelės vidų gali patekti ir tai, kas yra visiškai nereikalinga ir gali būti netgi kanksminga (pavyzdžiui, konservantai naudojami tuose pačiuose kremuose)“, - paaiškina D. Černiauskaitė.

Dar vienu pavyzdžiu, kur gali būti panaudojamos nanotechnologijos, chemikė mini farmacijos sritį: „Pavyzdys galėtų būti prailginto veikimo vaistai: išgeri tabletę, kurioje yra visos paros reikiamo vaisto dozė, bet vaistas patenka į organizmą ne iškart, o po truputį, lėtai atsipalaiduodamas iš tabletės“.

Bendrovės atstovė atskleidžia, kad viena iš rizikų, susijusių su nanodalelėmis,yra savybė neištirpti vandenyje. Kaip pasakoja D. Černiauskaitė, patekusios į organizmą 1-100nm nanodalelės gali įsiskverbti giliai, o kadangi yra netirpios vandenyje, ten ir lieka.

„Teko girdėti, kad vieni pirmųjų dirbę su sidabro nanodalelėmis ir nelabai saugojęsi mokslininkai vaikščiojo pajuodavusiomis rankomis, nes į odą prasiskverbusios sidabro nanodalelės ten ir liko ilgam laikui“, - sakė specialistė.

Apie realius ir tariamus pavojus

Kad paprastas žmogus geriau įsivaizduotų, kaip veikia smulkios medžiagos dalelės nanolygmenyje, mokslininkė pateikia pavyzdį. Įmeskite stambius druskos kristalus į vieną stiklinę su vandeniu, o į kitą vandens stiklinę berkite sutrintus druskos kristalus. Kurioje stiklinėje druska ištirps greičiau?

„Taip ir su dalelėmis - kuo smulkesnės, tuo aktyvesnės. Tai, kas paprastai nėra pavojinga mikrolygmenyje, gali tapti pavojinga nanolygmenyje. Kosmetikoje, pavyzdžiui, nagų lake naudojamos nanodalelės tiesiog suteikia lakui tvirtumo ir jis taip greitai nenubyra, žalos organizmui nelabai yra, nes pačios nanodalelės lieka lako sluoksnyje, tačiau jei nanodalelės naudojamos kremuose, pavojus joms patekti į organizmą ir sukelti sveikatos sutrikimų yra realus“, - paaiškina D. Černiauskaitė.

Anot jos, kai kuriuose įmonės produktuose, siekiant išgauti norimą efektą, pavyzdžiui, dangose naudojami nedideli kiekiai amorfinio silicio dioksido nanodalelių. Apskritai, silicio dioksidas yra gana inertiška medžiaga (smėlis) ir amorfinėje formoje (ne kristalinėje – red. past.) silicio dioksido dalelės yra tiek pavojingos, kiek pavojingos dulkės.

Per metus viso pasaulio rinkoje iš viso cirkuliuoja apie 11 mln. tonų nanomedžiagų, kurių rinkos vertė apie 20 mlrd. eurų. (69 mlrd. litų). Didžiąją šiuo metu rinkoje esančių nanomedžiagų dalį sudaro juodoji anglis ir amorfinis silicio dioksidas.

Citata

„Mūsų atveju silicio dioksido dalelės lieka surištos dangoje ir dulkių pavidalu ore neskrajoja. Kiti mūsų gaminiai yra tiek pavojingi, kiek pavojingos juos sudarančios cheminės medžiagos. Laikantis nurodytų saugos priemonių pavojaus sveikatai nėra. Nanotechnologijos procesas, kurio metu susidaro reikiamų savybių struktūros, vyksta jau padengus paviršius. Padengus per kelias minutes įvyksta cheminė reakcija, o susiformavusi danga jau tampa nebekenksminga, panašiai kaip dažai ar lakas“, - patikina chemikė.

Savo ruožtu vienas didžiausių kosmetikos gamintojų Baltijos šalyse „BIOK laboratorija“ atstovai GRYNAS.lt redakciją patikino, kad savo gaminamuose produktuose nanomedžiagų nenaudoja, tačiau nuo platesnio komentaro šiuo klausimu susilaikė.

Nano užrašas atsiras ir ant maisto produktų

Sveikatos apsaugos ministerijos duomenimis, yra apskaičiuota, kad per metus viso pasaulio rinkoje iš viso cirkuliuoja apie 11 mln. tonų nanomedžiagų, kurių rinkos vertė siekia dukart tiek, kiek metinis Lietuvos biudžetas - apie 20 mlrd. eurų. (69 mlrd. litų). Didžiąją šiuo metu rinkoje esančių nanomedžiagų dalį sudaro juodoji anglis ir amorfinis silicio dioksidas. Šios ir dar kelios nanomedžiagos rinkoje cirkuliuoja jau dešimtmečius ir yra naudojamos pagal įvairią paskirtį.

Šiuo metu populiarėja nanotitano dioksidas, nanocinko oksidas, anglies nanovamzdeliai ir nanosidabras. Nanomedžiagos naudojamos elektronikoje, saulės baterijų plokštėse, biomedicinos priemonėse, įskaitant diagnostiką ir navikų terapiją. Nanomedžiagos padeda gelbėti žmonių gyvybes, gerina kasdienių vartojimo prekių funkcionalumą.

„Natūraliai egzistuojančios nanodalelės aptinkamos visoje žmogų supančioje aplinkoje ir apie jų egzistavimą ir elgseną iš esmės žinoma. Tačiau trūksta duomenų apie darbo vietoje ir aplinkoje esančias dirbtines nanodaleles. Stebint jų egzistavimą susiduriama su techniniais sunkumais, kurie kyla dėl mažo nanodalelių dydžio ir žemo koncentracijos lygio“, - rašoma ministerijos atsakyme.

Sveikatos apsaugos ministerijos atstovų teigimu, nanodalelės gali būti panaudojamos ir maisto produktuose, tačiau yra numatytas reikalavimas, kad visos maisto produkte dirbtinai sukurtų nanomedžiagų pavidalu esančios sudedamosios dalys turi būti aiškiai nurodomos sudedamųjų dalių sąraše. Po tokių sudedamųjų dalių skliausteliuose nurodomas žodis „nano“. Šis reglamentas bus taikomas nuo 2014 m. gruodžio 13 d.

Šiuo metu medžiagų, skirtų liestis su maistu, gamyboje gali būti panaudojama tik vienintelė medžiaga nanodalelių pavidalu - titano nitridas, tačiau su apribojimu, nurodančiu, kad negali būti leidžiamas titano nitrido nanodalelių išsiskyrimas.

„Taikant naujas technologijas, sukuriamos tokios medžiagos, kurių dalelių dydis (pvz., nanodalelių) lemia iš esmės skirtingas fizines ir chemines savybes nei medžiagų, kurios sudarytos iš didesnių dalelių. Tokios skirtingos savybės gali lemti ir kitokias toksikologines savybes, todėl šios cheminės medžiagos turėtų būti Europos maisto saugos tarnybos vertinamos kiekvienu konkrečiu atveju dėl galimos rizikos, kol bus (surinkta, - red. past.) daugiau informacijos apie tokias naujas technologijas“, - pateiktame atsakyme raštu Sveikatos apsaugos ministerijos poziciją išdėsto Sveikatos stiprinimo valdybos Mitybos ir fizinio aktyvumo skyriaus specialistai.

Intensyviai rengia nanomedžiagų katalogą

Nanomedžiagos gali būti panaudojamos, kaip jau minėta anksčiau, kosmetikos gaminiuose. Jų panaudojimui taikomi reikalavimai apibrėžti Europos Parlamento ir Tarybos reglamente (EB). Vis dėlto pačiame dokumente pažymima, kad šiuo metu nepakanka informacijos apie su nanomedžiagomis susijusias rizikas.

Lietuvos rinkoje leidžiama prekiauti kosmetikos gaminiais, kurie savo sudėtyje turi nanodalelių, jei tam pritarimą duoda Europos Komisija.

Numatytas reikalavimas, kad visos maisto produkte dirbtinai sukurtų nanomedžiagų pavidalu esančios sudedamosios dalys turi būti aiškiai nurodomos sudedamųjų dalių sąraše. Po tokių sudedamųjų dalių skliausteliuose nurodomas žodis „nano“. Šis reglamentas bus taikomas nuo 2014 m. gruodžio 13 d.

Citata

„Prieš pateikiant rinkai kosmetikos gaminį su nanomedžiagomis, būtina nustatyta tvarka prieš 6 mėnesius iki pateikimo rinkai Europos Komisijai (EK) pateikti detalią informaciją apie kosmetikos gaminyje panaudotą nanomedžiagą (pvz., nanomedžiagos tapatybė, savybės, toksikologiniai duomenys ir pan.). EK išnagrinėja pateiktą medžiagą apie nanomedžiagas ir, jei kyla abejonių dėl naudojamos nanomedžiagos saugos, reikalauja pateikti papildomų duomenų. EK nustačiusi, kad kosmetikos gaminyje naudojama nanomedžiaga nekelia pavojaus sveikatai, tokiam kosmetikos gaminiui patekti į rinką nebelieka jokių kliūčių“, - bendrąją tvarką paaiškina Vilniaus visuomenės centro Produktų vertinimo skyriaus vyriausiasis specialistas Ričardas Norkus.

Jo teigimu,  jeigu kosmetikos gaminys su nanomedžiagomis pateko į rinką laikantis visų nustatytų reikalavimų, jo sauga nekelia abejonių. Šiuo metu EK sudaryta darbo grupė intensyviai dirba rengdama nanomedžiagų katalogą, kurį tikimasi patvirtinti dar iki šių metų pabaigos. Atsiradus tokiam katalogui, jame būtų pateiktas mokslininkų patvirtintas sąrašas nanomedžiagų, kurias saugu naudoti ir kurios nekelia abejonių dėl poveikio žmogaus sveikatai.

Pateikus užklausą Valstybinei ne maisto produktų inspekcijai, kiek šiuo metu Lietuvos rinkoje siūloma gaminių, savo sudėtyje turinčių nanodalelių, ir ar yra buvę atvejų, kuomet pateiktas gaminys, turintis nanodalelių, nebuvo leistas tiekti į rinką, gautas atsakymas, kad inspekcija nėra įgaliota vykdyti tokią priežiūrą.