Rizika nanočástic si zaslouží víc pozornosti

Nanočástice jsou zde od nepaměti, a to jako důsledek vulkanické činnosti nebo používání ohně. Proč se tedy znepokojovat? Za nanomateriály považujeme objekty různých tvarů, od kulovitých či trubkovitých po vlákna, a různého chemického složení, jako je uhlík, kovy, oxidy kovů nebo polymery, jejichž jeden rozměr je menší než 100 nanometrů.

 

Problém je především v mimořádně rychlém růstu použití nejrůznějších nanomateriálů v řadě oborů počínaje mikroelektronikou přes potravinářský, textilní a automobilový průmysl, výrobu sportovních potřeb a kosmetiky, stavebnictví a konče aplikacemi v biomedicíně a farmakologii.

 

Tento rychlý technologický pokrok vede jednak k možné profesionální expozici osob při výrobních procesech používajících nanomateriály, jednak k nekontrolovanému uvádění nanotechnologií do životního prostředí, které může vést k nežádoucí expozici běžné populace.

 

Dalším problémem je, že dosud platné bezpečnostní standardy vycházejí z limitních hodnot pro látky, z nichž se nanomateriály skládají, avšak neberou v úvahu experimentálně ověřený fakt, že na rozdíl od větších částic mohou nanočástice v lidském těle pronikat do řady orgánů a tkání a vyvolávat tam nežádoucí toxické účinky.

 

Skutečnost, že bezpečnost nanotechnologií zaostává za jejich vlastním rozvojem, je dána i tím, že z hlediska chemických a fyzikálních vlastností jde o nesmírně rozmanité materiály, jejichž možné nežádoucí účinky závisí na řadě parametrů. Česko zaostává Otázka rizik spojených s aplikací nanomateriálů dlouhodobě pokulhává v celosvětovém kontextu za samotným vývojem nanotechnologií a z hlediska ČR je takřka zcela pomíjena. V rámci Evropské unie běží v současnosti řada projektů, avšak zapojení českých vědeckých pracovišť v této oblasti je prakticky nulové.

 

Pokud totiž bude bezpečnost nanomateriálů a nanotechnologií v ČR posuzována v kontextu aplikovaného výzkumu, na kterém se musí výrazně podílet podnikatelské subjekty, pak je v České republice jen velmi malá naděje na pokrok v této oblasti. Žádný podnikatel si totiž v tak kompetitivním prostředí nemůže dovolit podporovat výzkum bezpečnosti svých produktů, a to proto, že v lepším případě z toho nic nemá (zjistí se, že jeho produkty nepředstavují významné riziko), v horším případě z toho má problémy (zjistí se, že produkty jsou rizikové).

 

Takové projekty, i z důvodů objektivity a nezávislosti, musí být stoprocentně financovány z veřejných zdrojů a měly by se zaměřit především na nejdůležitější nanomateriály (z hlediska možného ekonomického přínosu a zdravotního rizika), jejichž většímu uplatnění na náročných trzích EU brání i možná nedůvěra k výrobkům z ČR jakožto země bývalého východního bloku.

 

Posouzení možných rizik musí předcházet studium unikátních vlastností nanomateriálů a jejich možné toxicity, zejména mechanismů této toxicity. Je třeba identifikovat klíčové fyzikálně chemické vlastnosti nanomateriálů, které určují jejich biologické účinky, tj. jejich interakce s DNA, RNA, proteiny a lipidy. S použitím metod genomiky a proteomiky je třeba proniknout hlouběji do mechanismů účinku nanomateriálů z hlediska jejich možné imunotoxicity, genotoxicity, reprodukční a vývojové toxicity a ovlivnění nitrobuněčné a mezibuněčné komunikace.

 

Z hlediska studia interakce nanočásticebiomolekula není v zásadě třeba vyvíjet zcela nové metody, neboť jsou již v řadě případů popsány a hojně využívány při studiu toxicity chemických látek a hrubších částic.

 

Zásadní je však kvalitní mezioborová spolupráce fyziků a chemiků s toxikology a lékaři. Je zřejmé, že detailní mechanistické studie jsou finančně náročné, a tak by měly být přednostně provedeny pro nanomateriály, jejichž vyráběné množství, potenciální použití a rozsah uvádění do životního prostředí jsou vysoké.

 

Nechtěné nano z komína Česká republika má ve srovnání s většinou zemí Evropské unie jeden problém, který je dán historickou orientací na těžký průmysl a k tomu zcela nevhodnými geografickými podmínkami – kotlina uzavřená pohraničními horami. To vede k enormnímu znečištění ovzduší během zimních inverzních epizod, zejména v oblastech se zvýšenou koncentrací hutnictví a koksárenství, například na Ostravsku.

 

Toto znečištění je především tvořeno jemnými prachovými částicemi s průměrem menším než 2,5 mm, na něž je navázána řada toxických látek, z nichž nejnebezpečnější jsou karcinogenní polycyklické aromatické uhlovodíky. Přestože se v poslední době hlavní průmysloví znečišťovatelé zavazují nebo jsou tlačeni ke snížení emisí, účinnost těchto opatření je velmi omezená v oblasti nejmenších aerosolů, tj. nanočástic, které jsou však jako nosiče toxických látek účinnější než částice větší.

 

Vedle úmyslně vyráběných nanomateriálů jsou tudíž v České republice zvláště významným problémem nechtěné nanočástice ze spalovacích procesů, kterým by se měla věnovat zvýšená pozornost zejména po zavedení slíbených opatření ke zlepšení kvality ovzduší. Účinnost opatření nelze posoudit na základě pouhého výrazného snížení celkové hmotnosti hrubých emitovaných částic, neboť hmotnost nejjemnějších nanočástic je velmi nízká, kdežto jejich počet a schopnost pronikat do lidského organismu, vázat a přenášet toxické látky je vysoká.

 

Vedle průmyslových emisí jsou dalším významným zdrojem nanočástic automobilové emise a též lokální topeniště na pevná paliva.

 

Dle expertů Evropské unie lze očekávat, že do pěti let bude na základě vědeckých projektů z oblasti bezpečnosti nanotechnologií definován legislativní rámec pro nejdůležitější nanomateriály. Do té doby je potřeba dodržovat principy předběžné opatrnosti včetně minimalizace expozice osob a obezřetnosti při uvádění nanomateriálů do životního prostředí.

 

S tím souvisejí i nutná opatření na omezení průmyslových, automobilových a dalších emisí jako zdrojů nechtěných nanočástic, jejichž škodlivý účinek lze považovat vzhledem k chemickému složení za prokázaný.

 

Článek byl převzat z dubnového čísla časopisu Vesmír. Text zkrátila a mezititulky doplnila redakce LN.