Hopp over innholdet

Risikoer ved karbonnanorør

Artikkelen tilhører Er nanoteknologi trygt?, postet 9. aug 2008

Tore Tennøe
KONTAKTPERSON:

Tore Tennøe

Hypoteser om fare ved karbonnanorør er basert på to unike karaktertrekk: fiberformen, som er en parallell til asbest og andre forbindelser hvor det er etablert at toksisiteten er forbundet med slik nål-liknende struktur, og den kjemiske strukturen, som er beslektet med grafitt og kan innebære høy stabilitet.

I tillegg til at fiberformen gir en parallell til asbest gir den også plass til stor overflate og dermed reaktivitet. Dette kan forklare at karbonnanorør, på linje med andre nanopartikler, er vist å fremme dannelse av ROS. Det finnes indikasjoner på at enkeltveggede karbonnanorør (SWCNT) kan forårsake lungerelaterte skader ved lavere doser enn kvartsstøv. Det er også vist at mus som ble tilført SWCNT til luftveiene fikk nedsatt evne til å eliminere bakterier fra lungene og dermed ble mer sårbare for infeksjoner.

Karbonnanorør finnes i mange grunnformer og med mange varianter av belegg og funksjonalisering, noe som vil avgjøre overflateegenskapene og dermed både mobilitet og reaktivitet. Forsøk i cellekultur indikerer at SWCNT var mer toksisk enn flerveggede karbonnanorør (MWCNT), som igjen var mer toksisk enn C60-fulleren.

Avhengig av produksjonsmåten oppstår en rekke biprodukter, heriblant ufullkomne nanorør og metallpartikler. Forsøk med små krepsdyr viste ingen effekt av SWCNT der biproduktene var renset bort, mens urensete SWCNT ga økt dødelighet.

Studier av biproduktene alene ga også økt dødelighet, og de minste fraksjonene viste størst effekt. Blant biprodukter som er påvist ved produksjon av CNT finner vi kjente miljøgifter av typen polyaromatiske hydrokarboner (PAH).

Et annet viktig aspekt i miljøsammenheng er at karbonnanorør er svært bestandige og kan passere uendret gjennom forbrenning og andre former for avfallsbehandling. Dermed ligger veien åpen for akkumulering av karbonnanorør i miljøet. For der havner uvegerlig en betydelig del av avfallsstrømmen når materialer verken kan resirkuleres, nedbrytes eller forbrennes.

Parallell mellom karbonnanorør og asbest?

Det har lenge versert hypoteser om en parallell mellom karbonnanorør og asbest. En artikkel publisert i Nature Nanotechnology viser at bedre forståelse nå er på veg. Det er godt etablert at asbestfibere kan forårsake en alvorlig kreftform kalt mesoteliom. Denne kreftformen oppstår i mesotelet, et cellelag som kler innsiden av buk- og brysthulen, samt utsiden av lunger og andre organer i bryst og buk.

Eventuell kreft oppstår først lenge etter eksponering for asbest, men det finnes enkelte akutte indikasjoner, fremfor alt betennelse og dannelse av arrvev kalt granulom. Disse effektene er forklart med at motstandscellene (makrofager) i mesotelet ikke er store nok til å oppta (fagosytose) og eliminere lange fibere. Makrofager med avbrutt fagosytose vil derfor hope seg opp og danne arrvev.

Artikkelen beskriver et forsøk med å tilsette ulike lengdefraksjoner av asbest og flerveggede karbonnanorør (MWCNT) til mesotelet i bukhinnen hos mus. I tillegg gjorde man forsøk med ”carbon black” som i likhet med CNT har en grunnstruktur som grafitt, men som ikke danner fibere.

Forsøket viste at lange fraksjoner av MWCNT ga samme utslag i form av betennelse og granulom som lange fraksjoner av asbest. Korte fraksjoner av både MWCNT og asbest, samt carbon black, ga ingen tilsvarende effekt.

Forskerne vurderte dernest om det var samsvar mellom betennelse/granulom og andre karaktertrekk ved MWCNT utover fiberlengde. Tidligere forskning har vist at forurensninger i form av metaller kan være en årsak til skade, men i dette tilfellet fant forskerne ingen slik sammenheng. Forskerne konkluderte derfor at fiberlengden var en sentral forklaring på de observerte effektene.

Studien gir kun en liten bit av den kunnskapen som trengs for å forstå risiko ved karbonnanorør. Den forteller for eksempel ikke om MWCNT faktisk kan nå fram til mesotelet, eller om de vil hope seg opp i den grad at det dannes vesentlig arrvev.

Det er også verdt å merke seg at karbonnanorør som brukes for eksempel til armering i en tennisracket vanskelig vil unnslippe inn i tennisspillerens lunger – i motsetning til bruk av asbest i «løsvekt» til blant annet hulromsisolasjon.

LES OGSÅ

Risikovurdering: kvalifisering for restriksjoner

Risikovurderinger er selve «navet» i samfunnets ordninger for å sikre trygg håndtering av stoffer og produkter. Om risiko blir påvist kan det blant annet medføre at stoffer forbys eller at de kan markedsføres under visse vilkår.

Les hele saken »

Kriterier for risikovurdering

Det er ikke nytt at samfunnet må håndtere stoffer som medfører risiko. En viktig huskeregel er at såfremt vi identifiserer disse stoffene og forstår deres egenskaper, så blir det også lettere å håndtere dem riktig.

Les hele saken »

Risiko og risikohåndtering

Vurderinger av egenskaper og eksponering danner grunnlaget for samfunnets håndtering av stoffer og produkter. Produkter som gir høy eksponering, for eksempel mat, er strengt regulert. Og stoffer som viser skadelige egenskaper kan bli underlagt restriksjoner – eller man etablerer rutiner for trygg håndtering.

Les hele saken »