Eesti teadlane kutsub üles ettevaatusele nanotoodete tarbimisel

Nanotoodete tarbimisel tasub Eestis valminud värske doktoritöö tulemuste valguses olla ettevaatlik. Samas on juba aastaid tagasi korraldatud näitusi nanotehnoloogia populariseerimiseks. Pildil väljapanek 2006. aasta haridusnäituselt Nanodialoog. Foto: Peeter Langovits

Mullu detsembris nägi ilmavalgust Eesti esimene doktoritöö nanoökotoksikoloogia alal - Margit Heinlaan uuris muu hulgas kosmeetikatoodetes kasutatavate ainete nanoosakeste mõju elusorganismidele. Teadustöö tulemused osutavad, et nanotoodete tarvitamisel tasub ka inimesel olla ettevaatlik.

Heinlaan uuris töös kolme aine - titaaniumdioksiidi, tsinkoksiidi ja vaskoksiidi – nanoosakeste mõju bakteritele ja vees elutsevatele pisivähkidele. Kahe esimese aine nanoosakesi kasutatakse üha laiemalt päikesekaitsekreemides ja teistes kosmeetikatoodetes. Tööst selgus, et nanoosakestena võib ainel organismile olla sootuks teistsugune mõju kui tavasuuruses osakestena.

Mis on nanod?

Nanoosakesteks ehk nanodeks  nimetatakse osakesi, mille vähemalt üks mõõde on vahemikus 1-100 nanomeetrit (nm). Inimese silma lahutusvõime on üle tuhande korra viletsam: 100 000 nm ehk 0,1 mm (paberilehe paksus). Kui panna kirp ja nanoosake kõrvuti, saaksime sama suuruste suhte kui kõrvutades Suurt Munamäge ja kirpu.

Nanoosakestel on imelised füüsikalis-keemilised omadused, hoopis teistsugused kui samal ainel tavasuuruses. Mida väiksem on osake, seda suurem on tema eripind: suhteliselt rohkem aatomeid paikneb osakese pinnal. Seetõttu on suurem osakese reaktiivsus ehk valmidus reageerida teiste ainetega.

Nanod võib tekke alusel jaotada kaheks: looduslikud ja inimese toodetud. Looduses tekivad nanod näiteks vulkaanipursete või metsatulekahjude käigus, aga ka viirused on nanosuuruses. Inimenegi toodab tahtmatult nanosid, näiteks tekitades auru ja suitsu toiduvalmistamisel või autoga sõites.

Nanod meie teenistuses

Tänapäeva võimaluste juures saab nanosid rakendada igas valdkonnas, kus kasutatakse mingit materjali: mustusthülgavad ja mittekortsuvad riided, isepuhastuvad aknad, kütusesäästlikumad mootorid. Nanosid saab ka programmeerida: putukatõrjemürgi võib pakendada nanodesse, mis avanevad ja vallandavad mürgi alles putuka kõhus, vähendades niimoodi soovimatut mõju teistele organismidele.

Tavainimene puutub nanotehnoloogilistest materjalidest kõige rohkem kokku vast UV-kiirguse eest kaitsva kosmeetikaga. Kui suuremaid titaaniumdioksiidi või tsinkoksiidi osakesi sisaldav päikesekreem jätab nahale valkja kihi, siis samade ainete nanoosakesi sisaldav kreem tundub läbipaistev, sest nanod hajutavad nähtavat valgust vähem.

Loodetakse, et nanod annavad uue mõõtme nii teadusele, tööstusele kui ka meie igapäevaelule, ent nagu tavaliselt, on igal asjal ka oma varjukülg. Kui teatud nanod on keskkonnas loomulik nähtus, siis inimese poolt eesmärgipäraselt kavandatud ja toodetud nanode mõju tervisele ja keskkonnale on veel suures osas küsimärgi all.

Nanode omadused, mis nad nii eriliseks teevad, muudavad samavõrd keeruliseks nende mõjude väljaselgitamise. Kuigi tavasuuruses aine kohta võib olla küllaldaselt infot, tuleb sama aine nanoosakeste uuringuid alustada praktiliselt algusest.

Seega, nanosid tuleb käsitleda täiesti uut tüüpi ainetena, ehkki erinevus on pelgalt osakese suuruses.

50 korda mürgisem

Eestis tegeldakse nanoosakeste bioloogiliste mõjude uurimisega Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis ja uurimisel kasutatakse erinevaid alamaid organisme -  bakterid, taimed, vähilised - , kellega saab mudeldada lihtsaid toiduahelaid.

Üks töörühma katseloomi on suur kiivrik või rahvakeeli lihtsalt vesikirp. Vesikirp on üks maailma levinumaid zooplanktoni liike ja Eestis võib teda leida pea igast tiigikesest. Suurt kiivrikut kasutatakse standardse testorganismina kemikaalide toksilisuse määramisel ja seetõttu on tema kohta kogunenud väga palju infot.

Et vesikirbud toituvad vees hõljuvatest peenosakestest, sobib nende peal hästi uurida nanode mõju elusolenditele. Vees leiduvad nanod mõjutavad vesikirpu nii väljast kui seest: kuna ta toitub ümbritsevat vett valikuta filtreerides, pole tal nanode allaneelamisest pääsu.

Heinlaani doktoritöö aluseks olnud uuringud on muuhulgas näidanud, et näiteks vaskoksiidi nanoosakesed võivad vesikirbule olla isegi 50 korda mürgisemad kui sama aine mikrosuuruses osakesed. Samalaadne tulemus on saadud ka teiste ülalnimetatud test-organismidega.

Nanoosakese kahjulik toime avaldub tihti just vahetul kontaktil organismiga. Kui bakterid ja vetikad on liiga väikesed, et nanosid alla neelata, ja saavad kahjustada üksnes välispinna kaudu, siis vesikirbule teevad palju paha näiteks soolde kogunevad nanod.

Nii julgeb Heinlaan  seni avaldatud teadustulemuste põhjal ihulähedastes toodetes nagu päikesekreemid nanoosakeste kasutamisel üles kutsuda ettevaatusele. Nanod tõepoolest mõjuvad organismidele teistmoodi kui samade ainete suuremad osakesed ja seda nii heas kui ka halvas mõttes.

Doktoritöö koos eestikeelse kokkuvõttega leiab siit.