Nanomaterials in the aquatic environment: toxicity, exposure and risk assessment

Abstract

Het is nog onduidelijk hoe de milieurisicobeoordeling van nanomaterialen uitgevoerd moet worden en met welke nanospecieke stofeigenschappen daarbij rekening moet worden gehouden. Dit komt doordat nog weinig bekend is over de productie en het gebruik van deze materialen en de uiteindelijke effecten ervan op het ecosysteem. Nanomaterialen zijn materialen waarvan de afzonderlijke delen een of meerdere dimensies in de orde van 100 nm of minder hebben. Deze karakteristiek geeft nanomaterialen specifieke eigenschappen, dusdanig dat hun economisch en maatschappelijk belang op dit moment zeer snel toeneemt. Het zijn juist deze eigenschappen waardoor de risico's van nanomaterialen voor ecosystemen anders kunnen zijn dan die van reguliere (niet-nano) stoffen. Het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en het Milieu (RIVM) stelt voor om bij het kwantificeren van effectieve blootstellingsconcentraties en effect niveau's van nanomaterialen rekening te houden met de specifieke eigenschappen van nanomaterialen en hun effecten, zoals vorm, grootte, en oppervlaktekarakteristieken , maar ook of nanodeeltjes samenklonteren tot grotere deeltjes afhankelijk van het type ontvangende water. Voor alle relevante vormen waarin het nanomateriaal voor kan komen in het milieu (het nanomateriaal zelf, samengeklonterde deeltjes, stoffen die vanuit het nanomateriaal in oplossing gaan, etcetera) moeten gegevens over blootstelling en effecten gegenereerd worden. Voor het identificeren en valideren van aanpassingen in modellen en testmethodieken is meer onderzoek nodig. Dit blijkt uit een literatuurstudie van het RIVM, aangevuld met algemene kennis over het gedrag en de effecten van nanomaterialen. Aanleiding voor het onderzoek zijn zorgen die in internationale studies zijn geuit over de mogelijke risico's van nanomaterialen. Daarnaast is het de vraag of de bestaande risicobeoordelingmethodieken die voor reguliere, goed oplosbare, chemische stoffen zijn ontwikkeld voldoende rekening houden met de specifieke eigenschappen van nanomaterialen.

Nanomaterials are materials of which the discrete parts have one or more dimensions in the order of 100 nm or less. This characteristic provides nanomaterials with unique properties, resulting in an explosive increase in the economic and social importance of these materials in recent years. It is due to these properties why risks of nanomaterials may differ from those of conventional (i.e., non-nano) substances. A proper approach for carrying out an adequate environmental risk assessment of nanomaterials and the relevant nano-specific properties to be tested in such an assessment, has not yet been determined. This is due to a scarcity of information on the production and use of these materials, their fate and their ultimate environmental effect(s) on ecosystems, as well as the causal relationship between the underlying fate and effect processes. Environmental risk assessment of substances is based on the comparison of (predicted) environmental concentrations with effect levels. The National Institute for Public Health and the Environment (RIVM) recommends taking the unique properties of nanomaterials and their effects in the environment into account when developing and using models for predicting environmental concentrations of chemicals as well as for effect assessment. Quantifying the effective exposure concentrations of nanomaterials in ecosystems is considered a key issue, as for all relevant species of each nanomaterial, it is necessary to determine the properties that modify the effective exposure of the particles. This is the conclusion drawn by the RIVM based on the results of a literature survey it carried out, as well as on accumulated general knowledge on the fate and effects of nanomaterials. Concerns expressed in international studies on the possible risks associated with the presence of nanomaterials in the environment motivated this study. There is also the question whether current risk assessment methodologies, which were developed for the conventional soluble chemical substances, are suitable for testing nano-specific properties.