Задачи, возникающие при оценке безопасности наноматериалов
В процессе разработки и использования новых наноматериалов существует несколько трудных задач, которые требуется решить при определении потенциальных рисков для окружающей среды и здоровья людей. К ним относятся: выбор подходящих токсикологических исследований, необходимых для определения опасностей, инструментов, позволяющих охарактеризовать наноматериалы в различных средах (воздухе, почве и воде), информации о содержании наноматериалов в продуктах, а также получение дополнительных средств для проведения исследований, связанных с вопросами санитарного состояния и безопасности окружающей среды.
А. Токсикологические исследования, необходимые для определения опасности киноматериалов
В настоящее время существует несколько научно-исследовательских групп, предлагающих стратегии скрининга и общие схемы стандартизации методов получения физико-химических свойств наноматериалов, измерения токсичности в искусственных условиях и в живых организмах, разработки приемов тестирования экотоксичности и измерения уровней воздействия на окружающую среду. Кроме того, некоторые группы предложили использовать стандартные наноразмерные материалы как эталонные и применять их при проведении любых токсикологических исследованиях наноматериалов. В то же время пока в полной мере не ясно, какие стандартные материалы наиболее подходят в качестве эталонных. В научном сообществе продолжаются дискуссии и остаются неопределенности о приемлемости большинства уже существующих экспериментов, проводимых как в искусственных условиях, так и в живых организмах, и о возможных предельных измеряемых значениях, на которые следует ориентироваться при характеристике наноматериалов и получении токсикологических профилей, необходимых при оценке потенциальных рисков. К важнейшим особенностям определения токсичности наноматериалов, которые могут стать ключевыми при проведении исследований высокого уровня и исключении опасных наноматериалов из использования, относятся:
- 1) проверенные скрининговые тесты;
- 2) разработка надежных альтернатив тестированию на живых организмах;
- 3) определение токсичности наночастиц, имеющих форму волокон (Maynard et al. 2006).
Поскольку наноматериалы с такой формой представляют, вполне вероятно, ингаляционную опасность, оценка их пульмонарной токсичности должна быть приоритетной (Maynard et al., 2006). Пока неясно, ведут ли себя аналогичным образом наноразмерные волокна углерода и других материалов, как асбест, но некоторые материалы достаточно на него похожи, чтобы вызвать опасения. Поэтому любое подтверждение случаев токсичного воздействия, аналогичного асбесту, на максимально ранней стадии будет свидетельствовать о потенциальном вредном воздействии на здоровье людей, которые подверглись экспонированию этим материалом. Подобные явления могут негативно сказаться на будущем нанотехнологической отрасли (Maynard et al., 2006). Недавние исследования в этой области подтверждают, что углеродные нанотрубки могут вызывать канцерогенные и пульмональные эффекты (Poland et al., 2008; Takagi et al., 2008; Sakamoto et al., 2009), хотя ряд исследователей не подтверждают это заключение (Muller et al., 2009). Однако есть несколько ключевых параметров, которые требуется обязательно учитывать при проведении исследований на грызунах с целью определения токсичности углеродных нанотрубок, а также при формулировании выводов из полученных результатов.
Б. Измерение уровней экспонирования наноматериалов
Людям, работающим с наноматериалами, обязательно требуются хотя бы недорогие аэрозольные дискриминаторы для личного пользования, с помощью которых можно измерять экспозицию как на рабочем месте, так и в окружающей среде. В настоящее время основным направлением исследований в этой области является разработка средств контроля, используемого для измерения наноматериалов, в частности портативного счетчика частиц, который может обнаружить даже незначительные концентрации наноматериалов в воздухе, почве и воде. В наши дни ученые создают инструменты, способные характеризовать частицы по массе, размеру, числу частиц и/или площади их поверхности. Однако для большинства наноматериалов остается неясным, как говорилось выше, какой параметр выбрать наиболее значимым для определения экспозиции на рабочем месте и в окружающей среде. Все специалисты придерживаются мнения, что для таких инструментов в первую очередь важна их способность детектировать небольшие количества наноматериалов и определять площадь их поверхности.
В. Характеристики продуктов, содержащих наноматериалы
Для проведения оценки потенциальных рисков наноматериалов необходимо разобраться с уровнями их возможного экспонирования, возникающего в процессе эксплуатации продуктов, содержащих наночастицы. Для этой цели может потребоваться большая открытость информации, в частности о количественном содержании наноразмерных добавок в интересующем вас продукте, и всеобъемлющее понимание путей экспозиции, ее кинетики и уровней.
Г. Финансирование исследований вопросов санитарного состояния и безопасности окружающей среды. Условия для плодотворного сотрудничества в этой области
При разработке безопасной технологии на практике одной из сложных задач является финансирование: необходимо выделить необходимые средства ученым, инженерам, специалистам по оценке рисков, регулирующим органам и политикам, чтобы они могли выполнять поставленные задачи и создавать условия для объединения общих усилий. Необходимо увеличить финансирование токсикологических исследований и оценки безопасности наноматериалов. Значительные средства также нужны для определения профилей токсичности и получения оценки экспозиций.
