Hankkeen tausta
Nanoteknologia on erittäin nopeasti kasvava ja kehittyvä teollisuussektori. Sen avulla kehitetään uusia tuotteita ja parannetaan olemassa olevien tuotteiden ominaisuuksia, sillä aineen mekaaniset, optiset, katalyyttiset ja magneettiset ominaisuudet voivat muuttua merkittävästi nanokokoluokassa. Markkinoilla on jo itsepuhdistuvia ikkunoita, kevyitä mutta samalla erittäin lujia tennis- ja jääkiekkomailoja, kosmetiikkatuotteita, sekä vettä hylkiviä ja antibakteerisia tekstiilejä. Suomessa on tällä hetkellä yli 200 yritystä, jotka hyödyntävät tuotannossaan nanoteknologiaa.
Voimakkaasti kasvavan tuotannon takia on perusteltua odottaa tiettyjen metallisten nanohiukkasten kulkeutuvan ympäristöön. Aurinkovoiteisiin lisättävää titaanidioksidia tai sinkkioksidia vapautuu käytön yhteydessä ranta- ja viemärivesiin. Ruotsalainen tutkimus on osoittanut antibakteerisista tekstiileistä vapautuvan hopeaa pyykinpesun yhteydessä. Uusien ominaisuuksien johdosta nanohiukkasen käyttäytyminen ympäristössä saattaa poiketa vastaavasta tavanomaisesta aineesta (=bulkkiaine). Nanohiukkasten pinta-alan suhde massaan on poikkeuksellisen suuri, mikä lisää nanomateriaalin reaktiivisuutta. Lisäksi pienen kokonsa takia nanohiukkasten kulkeutumismekanismit eläviin organismeihin ovat todennäköisesti erilaisia kuin liuenneen aineen tai vastaavien isompien hiukkasten.
Nanohiukkasen käyttäytymiseen – liukoisuuteen, agglomeroitumiseen, sedimentoitumiseen ja bioakkumulaatioon – vesiympäristössä vaikuttaa materiaalin kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien lisäksi veden pH, ionivahvuus ja lämpötila sekä humusaineen määrä. Nanohiukkasten ympäristövaikutuksia Suomen kannalta relevanteissa olosuhteissa on tutkittu varsin vähän. Tämä hanke tuottaa suomalaiseen ympäristönsuojeluun ja nanohiukkasten riskinarviointiin arvokasta perustietoa.
Tutkimuksen tavoitteet
Tutkia teollisesti valmistettujen metallisten nanohiukkasten (AgNP ja TiO2-NP) käyttäytymistä ja kulkeutumista vesistöissä erityisesti huomioiden Suomen ympäristön erityispiirteet. Selvittää kokeellisesti metallisten nanohiukkasten kertymistä vesieliöihin.
Lisätietoja
Erikoistutkija Markus Sillanpää, Suomen ympäristökeskus SYKE
Julkaisut
- Sillanpää M., Paunu T.-M. and Sainio P. (2011) Aggregation and deposition of engineered TiO2 nanoparticles in natural fresh and brackish waters. Journal of Physics: Conference series 304, 012018. doi:10.1088/1742-6596/304/1/012018.
- Li L., Huhtala S., Sillanpää M. and Sainio P. (2012) Liquid chromatography–mass spectrometry for C60 fullerene analysis: optimisation and comparison of three ionisation techniques. Analytical and Bioanalytical Chemistry 403, 1931-1938. DOI 10.1007/s00216-012-6005-8
- Li L, Sillanpää M, Tuominen M, Lounatmaa K, Schultz E. 2013. Behaviour of titanium dioxide nanoparticles in Lemna minor growth test conditions. Ecotoxicology and Environmental Safety 88, 89-94.
-
Tuominen M., Schultz E. and Sillanpää M. 2013 Silver nanoparticle stability and toxicity to green algae in boreal freshwater samples and growth media. Nanomaterials and the Environment 1, 48–57, DOI
- Rassaei L., Amiri M., Cirtiu C.M., Sillanpää M., Marken F. and Sillanpää M. (2011) Nanoparticles in electrochemical sensors for environmental monitoring. Trends in Analytical Chemistry 30, 1704-1715.
- Kurniawan T.A., Sillanpää M.E.T. and Sillanpää M. (2012) Nano-adsorbents for remediation of aquatic environment: local solutions to global pollution problems. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 42, 1233-1295.
- Sillanpää M. ja Valve H. (2011) Nanoteknologia mittaa yritysten ympäristövastuun. Ympäristö ja Terveys –lehti 9/2011, s. 46-50.
-
Sillanpää M., Sainio P. & Haapala H. 2010 Teollisesti valmistettujen nanohiukkasten määrittäminen ympäristönäytteistä. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 13/2010, Helsinki.
-
Tuominen M. & Schultz E. 2010 Environmental aspects related to nanomaterials – a literature survey. The Finnish Environment 26/2010, 56 p.