Väitös: Nanohiukkasten vaikutuksia vesiympäristöön selvitetty

Nanohiukkasten käytön lisääntymisen myötä niitä päätyy vesistöihin entistä enemmän. Tästä syystä tarvitaan tietoa siitä, miten nämä metallihiukkaset leviävät ympäristössä ja mitkä ovat niiden haitalliset vaikutukset luonnoneliöihin. Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tutkija Ling Lin väitöskirjatyössä on tutkittu titaanidioksidinanohiukkasia, jotka ovat teollisilta tuotantomääriltään yksi yleisimmistä nanomateraaleista. Väitöskirja tarkastettiin perjantaina 26.5.2017 Helsingin yliopistossa.

Titaanidioksidinanohiukkasia käytetään muun muassa maaleissa, aurinkovoiteissa ja katalyyttisenä aineena itsepuhdistuvissa pinnoissa. ”Nanohiukkasten muuttuminen vedessä on riippuvaista sekä hiukkasten että ympäristön fysikaaliskemiallisista ominaisuuksista. Tätä asiaa on tutkittu kuitenkin hyvin vähän luonnonvesissä. Väitöstyössäni tutkin titaanidioksidinanohiukkasten käyttäytymistä ja biologisia vaikutuksia erityyppisissä luonnonvesissä”, tutkija Ling Li kertoo.

Tulosten mukaan titaanidioksidinanohiukkasten sekoittuminen veteen ja sedimentoituminen riippuvat merkittävästi luonnonvesien fysikaaliskemiallisista ominaisuuksista. Tutkimuksessa osoitettiin, että murtovesissä ja jossain määrin myös ravinteikkaissa järvivesissä titaanidioksidinanohiukkaset pyrkivät hanakasti tarttumaan toisiinsa tai muihin vedessä esiintyviin hiukkasiin muodostaen isompia hiukkasia, jotka painovoiman vaikutuksesta laskeutuvat sedimenttiin. Sen sijaan sekä vähähumuksissa ja runsashumuksissa järvivesissä nanohiukkaset laskeutuvat hitaasti ja siten ne voivat levitä laajalle alueelle.

Lisäksi väitöstutkimuksessa selvitettiin titaanidioksidi-nanohiukkasten kertymistä ja vaikutuksia vesiympäristön eliöihin. Testilajeiksi valittiin vesikirppu ja pikkulimaska.

”Titaanidioksidinanohiukkaset kiinnittyivät laboratoriotesteissä pikkulimaskan soluseinän pintaan ja vesikirpun kitiinikuoreen, mikä mahdollistaa hiukkasten siirtymisen ravintoketjuun ja siten altistaa muita eliölajeja nanotitaanille”, sanoo Ling Li.

Titaaninanohiukkaset lisäsivät kadmiumin kertymistä ja myrkyllisyyttä vesikirpulla, mutta lyijyn kasvanut kertyminen ei lisännyt myrkyllisyyttä. Kuitenkin nanohiukkasten pintaan kiinnittymisen ja metallien kertymisen aiheuttama ympäristöstressi voi aiheuttaa vesikirpuilla kroonista myrkyllisyyttä.

”Tuloksilla on merkitystä nanohiukkasten ympäristökohtalon ja biologisten vaikutusten ymmärtämiselle”, toteaa Ling Li väitöskirjatyössään.

Väitöskirja: Fate and Biological Effects of Titanium Dioxide Nanoparticles in Aquatic Environment

Vesitalouden uutiskirjeToukokuu 201731.5.2017