Nanoplast – skal vi være bange for det?

Verdenshavene er fyldt med mikroplast og plastforurening, men hvad med nanoplast? Bitte, bitte små stykker plast, som kan trænge ind i cellerne. Skal vi være bekymrede for dem? Der udvikles hele tiden nye nanopartikler til alle mulige formål. Men vi kender ikke de langsigtede effekter.

Den teknologiske udvikling har skabt tusindvis af nye stoffer i vores omgivelser, en række af dem så små at vi kalder dem nanopartikler. Nogle opstår som konsekvens af vores produktion og forbrænding af fossile brændstoffer, andre er blevet udviklet af industrien og forskere. For der kan være mange positive effekter af nanopartikler, som blandt andet kan forbedre kemikalier, materialer, fødevarer, medicin og mange af vores dagligdags produkter. Men hvad er konsekvensen? Er der en risiko forbundet ved brug af nanopartikler? Svaret er ikke lige til og der bliver forsket i den problemstilling mange steder.

Hvad er nanopartikler?

Ordet nano stammer fra det oldgræske nanos, der betyder dværg, men er egentlig bare udtryk for en målestok – lige som en meter. Nano beskriver en milliardende-del. En nanometer (nm) er derfor en milliardende-del af en meter. EU har besluttet, at hvis et materiale (partikler, fibre, flager mv.) skal betegnes for nano, skal de have en diameter på mellem 1 og 100 nanometer. Til sammenligning er et menneskehår 100.000 nm. Så vi er virkelig nede i småtingsafdelingen. Men udover størrelsen skal et nanomateriale også have nye egenskaber, der skyldes dets nanostørrelse.

Nanopartikel i bly

Der er mange eksempler på materialer, der får nye egenskaber, når de er i nano-størrelse. Titaniumdioxidpulver (TiO2) er hvidt og bruges som pigment i hvid maling. Nanopartikler af TiO2 er derimod gennemsigtige for synligt lys og bruges til at blokere UV-stråling i mange solcremer. Aluminiumsdåser er svære at sætte ild til, mens nano-partikler af aluminium er så eksplosive, at de bruges som antændingsmateriale i raketbrændstoffer.

Et andet eksempel er guld, som normalt er et ædelmetal, der ikke reagerer med andre stoffer. Men det har vist sig, at nano-guldpartikler på 2 – 3 nm faktisk er meget reaktive og kan få kemiske reaktioner til at ske hurtigere end normalt. Farven forandres også. Mens en guldring er gul, så er guldnanopartikler røde.

Om nanopartikler så er farlige, er ikke til at sige uden en grundig undersøgelse af de konkrete materialer og partikler. For eksempel var asbest noget man i mange år troede var ufarligt, men asbestefibre i nanostørrelse har vist sig at være uhyre farlige og har forårsaget lungehindekræft hos mange der har arbejdet med materialet.

Fra mikroplast til nanoplast

Vi har efterhånden hørt meget om mikoplast i verdenshavene. Plastikaffald ender i stort omfang i havene, hvor det bliver revet i mindre og mindre stykker af havets bevægelser for til sidst at ende i så små stykker, at vi ikke kan se det med det blotte øje. Hvor hurtigt det går, afhænger af plasttypen, produktets udformning og mængden af sollys. Andre typer af mikroplast kommer fra slid af bildæk og skosåler og vask af kunststoffer mv. Forskere har i de seneste år kunnet konstatere, at der findes mikroplast over alt i verden og i alle verdenshave – et materiale der ikke fandtes på kloden for blot 70 år siden.

Der er usikkerhed om hvor skadeligt mikroplast er, og der forskes intensivt i de mulige skadevirkninger.

Elvis Genbo Xu. Foto: SDU

Forsker ved SDU, adjunkt Elvis Genbo Xu siger:

– Flere studier har slået fast, at mikroplastik kan påvirke forskellige organismers overlevelse, vækst, fødeindtag og reproduktion. Dog er disse studier lavet med veldefineret mikroplastik, der er meget forskellig fra den mikroplastik, som findes i naturen, hvor der eksisterer en stor variation i polymertyper, -former og -størrelser og med forskellige overfladekarakteristika. Indtil videre ved vi kun meget lidt om dette mix af mikroplastik.

I et nyligt offentliggjort studie har forskere fra DTU udført forsøg i Grønland med vandlopper, som er første led i fødekæden i de arktiske farvande. Her viser forsøgene, at mikroplasten passerer lige gennem loppernes fordøjelsessystem, på samme måde som en plastperle kommer ud i den anden ende, hvis et barn kommer til at sluge den.

Nanoplast i cellerne

Men der er et skræmmende perspektiv i, at mikroplast efterhånden kan blive sønderdelt til nanoplast, som har andre egenskaber.

– Når plastikken kommer ned i nanostørrelse, kan plastikpartiklerne trænge ind gennem cellemembranen og ind i cellerne. Det er endnu mere skræmmende, for der er effekten endnu mere ukendt i forhold til mikroplastik. Vi har i nogle forsøg med laverestående dyr set, at nanoplastik kan trænge ind i cellerne, men vi har slet ikke styr på, hvad de langsigtede konsekvenser er, siger Elvis Genbo Xu.

Forskerne er heller ikke klar over hvor meget nanoplast, der faktisk er i havene eller i vores egne omgivelser. Faktisk bliver vi muligvis eksponeret for allermest nanoplastik i vores hjem eller på kontoret, hvor mange møbler og genstande omkring os fylder luften med dem. Så en ting er at finde ud af, hvor meget vi bliver eksponeret for.

En anden ting er at finde ud af, hvad konsekvenserne er af at vores celler bliver invaderet med nanoplast. Det kræver forskning og eksperimenter på celleniveau, hvor forskere udsætter celler for forskellige doser af nanoplastik og ser, hvordan cellerne reagerer. Efterfølgende flyttes forsøgene til dyr for at se, om effekterne på celleniveau kommer til udtryk på organismeniveau.

– Der er lavet nogle forsøg med frøer og dafnier, og de viser, at selv store mængder nanoplastik ikke er dødbringende, men der kan alligevel være nogle negative effekter over tid, som vi endnu ikke har fået belyst, siger Elvis Genbo Xu.

Plastik og hormonforstyrrende stoffer

Et problem er, at plastik som materiale er rigtig godt til at optage andre stoffer, eksempelvis hormonforstyrrende stoffer, som på den måde kan få fri adgang til cellerne, hvor de efterfølgende kan blive frigivet.

I naturen har man set voldsomme effekter af hormonforstyrrende stoffer på populationer af blandt andet snegle, krybdyr, fugle og fisk. I menneskekroppen kan de hormonforstyrrende stoffer også have alvorlige konsekvenser. De kan blandt andet rykke ved tidspunktet for pubertet, de kan påvirke stofskiftet og ad den vej muligvis lede til fedme eller type 2-diabetes.

Henrik Holbech. Foto: SDU

– Specielt under fosterudviklingen er mennesker meget sårbare over for de hormonforstyrrende stoffer, fordi hele fosterdannelsen bliver orkestreret meget præcist af blandt andet hormonerne. Derfor kan forskydninger i hormonbalancen komme til at ændre ved den normale fosterudvikling. Det mest ekstreme eksempel på de udefra kommende hormoner er jo, at hvis man vil gå fra at være en mand til en kvinde eller omvendt, indtager man store mængder kønshormoner, og det ændrer ved både kroppen og psyken, siger lektor på Biologisk Institut, SDU, Henrik Holbech. Han forsker i nye testmetoder, der hurtigere vil kunne påvise om et stof er hormonforstyrrende.

Størrelsen betyder noget

Paradoksalt nok har størrelsen af nanopartikler stor betydning for, hvor farlige de kan være. Nanopartikler er defineret som partikler med en størrelse mellem 1 og 100 nanometer. Er partiklerne meget små, kan de trænge ind i cellerne og være reaktive, men er de blot en smule større, har de ikke denne effekt.

Horst-Günter Rubahn. Foto: SDU

– Kommer vi under 10 til 20 nanometer, begynder mange materialer at have potentialet for at være farlige. Derfor ligger der en stor opgave i at gøre industrien bedre til at lave nanopartikler, så de har en størrelse, hvor deres egenskaber som nanopartikler er bevarede, men hvor de ikke er så små, at de bliver farlige, siger professor Horst-Günter Rubahn, der forsker i nanoteknologi på SDU

Et eksempel på det kunne være nanosølv, der har vist sig at have en antibakteriel effekt. Derfor har nogle producenter af plastre også puttet nanosølv på indersiden af deres produkter, så de bedre kan forhindre infektioner i at opstå. Køleskabsproducenter gør det samme på indersiden af køleskabene for at forhindre bakterier i at danne små ildelugtende kolonier. Det samme gælder emballage, der kan få fødevarer til at holde længere. Eller i strømper kan de forhindre lugten af sved. Og endelig har nogle producenter af cremer fundet på at putte sølvnanopartikler i deres produkter.

Forskerne på SDU har imidlertid fundet ud af, at nanosølv gerne binder sig til mitokondrierne inde i vores celler. Mitokondrierne er cellernes små kraftværker, og hvis de bliver påvirket af for mange sølvnanopartikler, kan det fremprovokere celledød.

Frank Kjeldsen. Foto: SDU

– I tilfældet med sølvnanopartikler må det jo nok være sådan, at der ikke skal bruges for mange af dem i forskellige produkter, og at lovgivningen skal strammes op. Men det gælder ikke for andre nanopartikler, der kan være meget gavnlige uden af have en medfølgende negativ effekt. Vi skal forsøge at lave bæredygtig nanoteknologi, siger Frank Kjeldsen, professor og forskningsleder på Institut for Biokemi og Molekylærbiologi på SDU.

– I øjeblikket laver industrien bare en masse nanopartikler, og de spænder over en bred vifte af størrelser. Der skal de blive bedre til at indsnævre det spænd, så der ikke kommer så mange af de skadelige nanopartikler ud i miljøet, siger Horst-Günter Rubahn.

Denne artikel blev udgivet første gang 13. august 2020

Denne uge:

Nanoplast – skal vi være bange for det?

Verdenshavene er fyldt med mikroplast og plastforurening, men hvad med nanoplast? Bitte, bitte små stykker plast, som kan trænge ind i cellerne. Skal vi være bekymrede for dem? Der udvikles hele tiden nye nanopartikler til alle mulige formål. Men vi kender ikke de langsigtede effekter.

Den teknologiske udvikling har skabt tusindvis af nye stoffer i vores omgivelser, en række af dem så små at vi kalder dem nanopartikler. Nogle opstår som konsekvens af vores produktion og forbrænding af fossile brændstoffer, andre er blevet udviklet af industrien og forskere. For der kan være mange positive effekter af nanopartikler, som blandt andet kan forbedre kemikalier, materialer, fødevarer, medicin og mange af vores dagligdags produkter. Men hvad er konsekvensen? Er der en risiko forbundet ved brug af nanopartikler? Svaret er ikke lige til og der bliver forsket i den problemstilling mange steder.

Hvad er nanopartikler?

Ordet nano stammer fra det oldgræske nanos, der betyder dværg, men er egentlig bare udtryk for en målestok – lige som en meter. Nano beskriver en milliardende-del. En nanometer (nm) er derfor en milliardende-del af en meter. EU har besluttet, at hvis et materiale (partikler, fibre, flager mv.) skal betegnes for nano, skal de have en diameter på mellem 1 og 100 nanometer. Til sammenligning er et menneskehår 100.000 nm. Så vi er virkelig nede i småtingsafdelingen. Men udover størrelsen skal et nanomateriale også have nye egenskaber, der skyldes dets nanostørrelse.

Nanopartikel i bly

Der er mange eksempler på materialer, der får nye egenskaber, når de er i nano-størrelse. Titaniumdioxidpulver (TiO2) er hvidt og bruges som pigment i hvid maling. Nanopartikler af TiO2 er derimod gennemsigtige for synligt lys og bruges til at blokere UV-stråling i mange solcremer. Aluminiumsdåser er svære at sætte ild til, mens nano-partikler af aluminium er så eksplosive, at de bruges som antændingsmateriale i raketbrændstoffer.

Et andet eksempel er guld, som normalt er et ædelmetal, der ikke reagerer med andre stoffer. Men det har vist sig, at nano-guldpartikler på 2 – 3 nm faktisk er meget reaktive og kan få kemiske reaktioner til at ske hurtigere end normalt. Farven forandres også. Mens en guldring er gul, så er guldnanopartikler røde.

Om nanopartikler så er farlige, er ikke til at sige uden en grundig undersøgelse af de konkrete materialer og partikler. For eksempel var asbest noget man i mange år troede var ufarligt, men asbestefibre i nanostørrelse har vist sig at være uhyre farlige og har forårsaget lungehindekræft hos mange der har arbejdet med materialet.

Fra mikroplast til nanoplast

Vi har efterhånden hørt meget om mikoplast i verdenshavene. Plastikaffald ender i stort omfang i havene, hvor det bliver revet i mindre og mindre stykker af havets bevægelser for til sidst at ende i så små stykker, at vi ikke kan se det med det blotte øje. Hvor hurtigt det går, afhænger af plasttypen, produktets udformning og mængden af sollys. Andre typer af mikroplast kommer fra slid af bildæk og skosåler og vask af kunststoffer mv. Forskere har i de seneste år kunnet konstatere, at der findes mikroplast over alt i verden og i alle verdenshave – et materiale der ikke fandtes på kloden for blot 70 år siden.

Der er usikkerhed om hvor skadeligt mikroplast er, og der forskes intensivt i de mulige skadevirkninger.

Elvis Genbo Xu. Foto: SDU

Forsker ved SDU, adjunkt Elvis Genbo Xu siger:

– Flere studier har slået fast, at mikroplastik kan påvirke forskellige organismers overlevelse, vækst, fødeindtag og reproduktion. Dog er disse studier lavet med veldefineret mikroplastik, der er meget forskellig fra den mikroplastik, som findes i naturen, hvor der eksisterer en stor variation i polymertyper, -former og -størrelser og med forskellige overfladekarakteristika. Indtil videre ved vi kun meget lidt om dette mix af mikroplastik.

I et nyligt offentliggjort studie har forskere fra DTU udført forsøg i Grønland med vandlopper, som er første led i fødekæden i de arktiske farvande. Her viser forsøgene, at mikroplasten passerer lige gennem loppernes fordøjelsessystem, på samme måde som en plastperle kommer ud i den anden ende, hvis et barn kommer til at sluge den.

Nanoplast i cellerne

Men der er et skræmmende perspektiv i, at mikroplast efterhånden kan blive sønderdelt til nanoplast, som har andre egenskaber.

– Når plastikken kommer ned i nanostørrelse, kan plastikpartiklerne trænge ind gennem cellemembranen og ind i cellerne. Det er endnu mere skræmmende, for der er effekten endnu mere ukendt i forhold til mikroplastik. Vi har i nogle forsøg med laverestående dyr set, at nanoplastik kan trænge ind i cellerne, men vi har slet ikke styr på, hvad de langsigtede konsekvenser er, siger Elvis Genbo Xu.

Forskerne er heller ikke klar over hvor meget nanoplast, der faktisk er i havene eller i vores egne omgivelser. Faktisk bliver vi muligvis eksponeret for allermest nanoplastik i vores hjem eller på kontoret, hvor mange møbler og genstande omkring os fylder luften med dem. Så en ting er at finde ud af, hvor meget vi bliver eksponeret for.

En anden ting er at finde ud af, hvad konsekvenserne er af at vores celler bliver invaderet med nanoplast. Det kræver forskning og eksperimenter på celleniveau, hvor forskere udsætter celler for forskellige doser af nanoplastik og ser, hvordan cellerne reagerer. Efterfølgende flyttes forsøgene til dyr for at se, om effekterne på celleniveau kommer til udtryk på organismeniveau.

– Der er lavet nogle forsøg med frøer og dafnier, og de viser, at selv store mængder nanoplastik ikke er dødbringende, men der kan alligevel være nogle negative effekter over tid, som vi endnu ikke har fået belyst, siger Elvis Genbo Xu.

Plastik og hormonforstyrrende stoffer

Et problem er, at plastik som materiale er rigtig godt til at optage andre stoffer, eksempelvis hormonforstyrrende stoffer, som på den måde kan få fri adgang til cellerne, hvor de efterfølgende kan blive frigivet.

I naturen har man set voldsomme effekter af hormonforstyrrende stoffer på populationer af blandt andet snegle, krybdyr, fugle og fisk. I menneskekroppen kan de hormonforstyrrende stoffer også have alvorlige konsekvenser. De kan blandt andet rykke ved tidspunktet for pubertet, de kan påvirke stofskiftet og ad den vej muligvis lede til fedme eller type 2-diabetes.

Henrik Holbech. Foto: SDU

– Specielt under fosterudviklingen er mennesker meget sårbare over for de hormonforstyrrende stoffer, fordi hele fosterdannelsen bliver orkestreret meget præcist af blandt andet hormonerne. Derfor kan forskydninger i hormonbalancen komme til at ændre ved den normale fosterudvikling. Det mest ekstreme eksempel på de udefra kommende hormoner er jo, at hvis man vil gå fra at være en mand til en kvinde eller omvendt, indtager man store mængder kønshormoner, og det ændrer ved både kroppen og psyken, siger lektor på Biologisk Institut, SDU, Henrik Holbech. Han forsker i nye testmetoder, der hurtigere vil kunne påvise om et stof er hormonforstyrrende.

Størrelsen betyder noget

Paradoksalt nok har størrelsen af nanopartikler stor betydning for, hvor farlige de kan være. Nanopartikler er defineret som partikler med en størrelse mellem 1 og 100 nanometer. Er partiklerne meget små, kan de trænge ind i cellerne og være reaktive, men er de blot en smule større, har de ikke denne effekt.

Horst-Günter Rubahn. Foto: SDU

– Kommer vi under 10 til 20 nanometer, begynder mange materialer at have potentialet for at være farlige. Derfor ligger der en stor opgave i at gøre industrien bedre til at lave nanopartikler, så de har en størrelse, hvor deres egenskaber som nanopartikler er bevarede, men hvor de ikke er så små, at de bliver farlige, siger professor Horst-Günter Rubahn, der forsker i nanoteknologi på SDU

Et eksempel på det kunne være nanosølv, der har vist sig at have en antibakteriel effekt. Derfor har nogle producenter af plastre også puttet nanosølv på indersiden af deres produkter, så de bedre kan forhindre infektioner i at opstå. Køleskabsproducenter gør det samme på indersiden af køleskabene for at forhindre bakterier i at danne små ildelugtende kolonier. Det samme gælder emballage, der kan få fødevarer til at holde længere. Eller i strømper kan de forhindre lugten af sved. Og endelig har nogle producenter af cremer fundet på at putte sølvnanopartikler i deres produkter.

Forskerne på SDU har imidlertid fundet ud af, at nanosølv gerne binder sig til mitokondrierne inde i vores celler. Mitokondrierne er cellernes små kraftværker, og hvis de bliver påvirket af for mange sølvnanopartikler, kan det fremprovokere celledød.

Frank Kjeldsen. Foto: SDU

– I tilfældet med sølvnanopartikler må det jo nok være sådan, at der ikke skal bruges for mange af dem i forskellige produkter, og at lovgivningen skal strammes op. Men det gælder ikke for andre nanopartikler, der kan være meget gavnlige uden af have en medfølgende negativ effekt. Vi skal forsøge at lave bæredygtig nanoteknologi, siger Frank Kjeldsen, professor og forskningsleder på Institut for Biokemi og Molekylærbiologi på SDU.

– I øjeblikket laver industrien bare en masse nanopartikler, og de spænder over en bred vifte af størrelser. Der skal de blive bedre til at indsnævre det spænd, så der ikke kommer så mange af de skadelige nanopartikler ud i miljøet, siger Horst-Günter Rubahn.

Denne artikel blev udgivet første gang 13. august 2020

Log ind

Opret kundekonto

Dine personlige data vil blive anvendt til at understøtte din brugeroplevelse,, til at administrere adgang til din konto, og til andre formål, som er beskrevet i vores persondatapolitik.

Ja tak, jeg vil gerne have et gratis prøveabonnement og adgang til alle artikler

Enkelt abonnement


Abonnement

30 dages gratis prøveperiode. Herefter 49,00 DKK per måned. Dit abonnement bliver fornyet automatisk, når prøveperioden udløber. Du kan opsige abonnementet når du vil.

30 dages gratis prøveperiode. Herefter 49,00 DKK per måned

Varenummer (SKU): 40000 Varekategori:

Gruppeabonnement


Gruppeabonnement

Dit abonnement bliver fornyet automatisk, når prøveperioden udløber. Du kan opsige abonnementet når du vil.

30 dages gratis prøveperiode. Herefter Fra: 39,00 DKK per måned per medlem

Fra 5102550
Clear

Gruppemedlemmer:

Varenummer (SKU): 30000 Varekategori:

Gavekort


Tilbud

Gavekort

Gavekortet modtages som kode via e-mail og kan frit gives væk. Den første måned er stadig gratis ved brug af gavekort.

90,00 DKK120,00 DKK

3 måneder4 måneder
Ryd

Varenummer (SKU): N/A Varekategori: