Het aantal consumentenproducten waarin nanodeeltjes verwerkt zijn groeit gestaag. Een nanodeeltje is een deeltje dat kleiner is dan honderd nanometer – een tienduizendste deel van een millimeter. Eén nanometer is de lengte waarmee je nagel per seconde groeit. De kleine afmetingen geven de deeltjes eigenschappen die in bijvoorbeeld cosmetica, coatings of brandstoffen van pas komen.
Door toenemend gebruik van zulke deeltjes komen deze nanomaterialen steeds vaker in het afvalwater terecht. Via waterzuiveringsinstallaties kunnen de materialen vervolgens als kunstmest in landbouwgrond terechtgekomen. Men maakt zich momenteel veel zorgen over de consequenties hiervan voor planten en, als ze in de voedselketen terechtkomen, voor mens en dier.
Wereldwijd verbouwd gewas
Een team van de Universiteit van California (VS), onder leiding van Patricia Holden, heeft nu onderzocht wat de gevolgen zijn van nanodeeltjes zink- en ceriumoxide in de bodem voor de sojaplant. Zinkoxide wordt met name gebruikt in cosmetica, zoals zonnebrandcrème, en kan via de hierboven beschreven weg in landbouwbodem terecht komen. Nanodeeltjes ceriumoxide worden onder andere toegevoegd aan brandstof voor dieselmotoren voor een schonere verbranding. Na uitstoot komen ze via de atmosfeer in het milieu, en de bodem, terecht.
De keus voor de sojaplant is niet zonder reden. Het gewas wordt wereldwijd verbouwd en staat op de vijfde plaats als het gaat om meest geproduceerde landbouwgewassen. Verder zijn sojabonen een belangrijke voedselbron, vanwege het rijke gehalte aan olie en eiwitten – denk aan tofu, sojamelk en sojasaus.
Een eerdere studie in het blad Environmental Science and Technology vond al schadelijke effecten van zink- en ceriumoxide nanodeeltjes op de sojaplant, maar de planten groeiden daarbij ‘hydroponisch’, dus op een kunstmatige, chemische voedingsbodem. Het Amerikaanse team heeft voor het eerst een volledig beeld gekregen door de plant te bestuderen als het groeit op een echte voedingsbodem, met daarin verschillende concentraties van de twee nanodeeltjes.
Effect op voedsel- en bodemkwaliteit
Opvallend genoeg bleek een lage concentratie zinkoxide de plantengroei juist te stimuleren. Maar daar stond tegenover – belangrijker – dat de nanodeeltjes zich voor een groot deel over de bladeren en bonen van de planten, de eetbare delen, verspreidden. Zink kan giftig zijn voor menselijke cellen, maar volgens de onderzoekers is de hoeveelheid opgehoopt zink in de bonen vooralsnog te laag om van een gezondheidsrisico te spreken, ook als iemand al zijn eiwit uit sojabonen haalt. Aannemelijker is dat de planten schade ondervinden, als de hoeveelheid zink in de bodem toeneemt.
Ceriumoxide had een ander effect op de planten. Deze deeltjes bleken zich voornamelijk naar de wortels van de plant te verplaatsen. Daar ontregelden ze de bacteriën die stikstof uit de lucht omzetten in een voor de plant bruikbare vorm – een proces bekend als stikstoffixatie. De groei, en daarmee de opbrengst, lijdt hieronder, maar ook de bodemkwaliteit gaat hiervan achteruit. Vaak profiteren ook andere gewassen van de vruchtbare stoffen die de sojaplant aan de bodem toevoegt. Een gebrek daaraan kan leiden tot meer gebruik van kunstmest, vrezen de onderzoekers.
Nog veel onbekend
Alarmerende geluiden, voldoende om het gebruik van nanodeeltjes te beperken? “Het is nog te vroeg om een hele industrie aan banden te leggen”, laat onderzoeksleider Holden in een reactie weten. “Deze studie laat effecten zien die we nader moeten bestuderen. We hebben meer onderzoek nodig om de milieu- en gezondheidseffecten te kunnen vergelijken met de voordelen van nanomaterialen. Er zijn nog veel onbekende factoren.”
Zo is bijvoorbeeld onduidelijk wat de concentraties zijn van nanodeeltjes in consumentenproducten, en met welke hoeveelheden ze dus in het milieu terechtkomen. Interessante vraag is ook in hoeverre de ‘nanovorm’ van de materialen de effecten bepaalt. Holden: “De eigenschappen van nanomaterialen verschillen van dezelfde materialen in grotere afmetingen, omdat het relatief grote oppervlak van nanomaterialen zorgt voor een hogere reactiviteit. Het zou goed zijn om in een vervolgstudie de effecten te vergelijken.”
Bron:
J. Priester e.a., Soybean susceptibility to manufactured nanomaterials with evidence for food quality and soil fertility interruption, PNAS (20 augustus 2012, online) DOI:10.1073/pnas.1205431109
Lees meer over de gevolgen van nanodeeltjes voor het milieu op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/nanodeeltjes/milieu/index.atom?m=en", “max”=>"5", “detail”=>"normaal"}
Lees meer over nanodeeltjes in het milieu op Wetenschap24:
- Nanodeeltjes in ons milieu (video)
- Wat moet ik weten over nanotechnologie? (video)