TiO2 nanopartikler-holdige materialer i vores byer:Påvirkninger er svære at forudsige

Materialer med de-forurenende og afsnavsende egenskaber anvendes i, for eksempel, fortovsblokke. Disse materialer indeholder titaniumdioxid nanopartikler (TiO2 NP'er). Kunne disse TiO2 NP'er frigives til miljøet, og hvis ja, kan de have en negativ indvirkning?

Dr. Anne Beeldens og kolleger ved det belgiske vejforskningscenter har testet luftrensningseffektiviteten ved TiO2 NP-holdige fortovsblokke på parkeringsbaner i Antwerpen. Continuous Improvement Officer Peter Van Mierloo hos CRH Landscaping Europe arbejder med den beton, der bruges af dette forskningscenter. "Det TiO2, vi bruger til vores betonapplikationer, har oprindeligt en størrelse på 15 nanometer. For at øge den fotokatalytiske effekt laver vi en opslæmning, hvor TiO2-molekylerne agglomererer til et større molekyle med en størrelse på 1,5 mikrometer. Denne agglomerationsproces er meget vigtig for effektiviteten af ​​vores fotokatalytiske produkt. Dette nye agglomeratprodukt bliver en svamp med mange indre hulrum. Disse hulrum skaber et stort overfladeareal af TiO2, 225m?/gr, hvor de luftbårne forurenende stoffer transporteres og nedbrydes. Hvis partiklerne ville forblive nano, ville vi ikke opnå de ønskede resultater."

Det kunne stadig være problematisk, selvom TiO2 NP'er danner agglomerater i betragtning af, at G?nter Oberd?rster og kolleger ved University of Rochester i USA fandt, at TiO2 NP'er agglomerater på omkring 700 nm så ud til at adskille sig i mindre dele i lungerne. Imidlertid, betonens større molekyle er mere end dobbelt så stor, og ifølge Peter Van Mierloo vil TiO2 NP'erne forblive i belægningsblokkene. “TiO2 er et af de produkter, der bruges i industrielle processer til at rense vand. Vores produktfokus er på nedbrydning af luftbårne forurenende stoffer, og TiO2 i nanostørrelse er bundet af et bindemiddel i udlæggerens cementmatrix og ikke længere frit. TiO2 vil fungere som en katalysator og bliver i brolæggeren."

Hvis forvitring af TiO2 NP-holdige materialer ville frigive TiO2 NP'er til miljøet, kan der være nogen negative virkninger? At vurdere toksiciteten af ​​TiO2 NP'er er ikke en let opgave. Dr. Anil Kumar Suresh og kolleger i Biological and Nanoscale Systems Group, Oak Ridge National Laboratory i USA, har undersøgt toksiciteten af ​​forskellige NP'er såsom Ag, ZnO, CeO2 sammen med TiO2.

"Hvor giftige nanopartiklerne virkelig er afhænger af så mange faktorer, for eksempel hvordan partiklerne bliver lavet, hvilken slags kemikalier er blevet brugt i produktionen, hvad der er på nanopartiklernes overflade, ikke alle partikler er ens. Der er mange måder at lave nanopartikler på. De partikler, jeg arbejder med, kan være anderledes end de partikler, som en bestemt virksomhed producerer. De fleste af de TiO2 nanopartikler, der er blevet undersøgt, er til en vis grad giftige, undtagen dem, der er produceret ved hjælp af bakterier eller svampe, der gør partiklerne inerte og kan skyldes peptid- eller proteinkappe- eller krystaldefekter. I øjeblikket, nanopartikler fremstilles ved kemiske processer. Det er blevet rapporteret mange gange, at stråling kan øge visse former for TiO2-nanopartiklers toksicitet 20 til 40 gange. Virksomhederne giver ofte ikke information om toksiciteten og karakteren af ​​nanopartikler, de bruger i deres produkter. Der er ikke meget kendt om skæbnen, transport og omdannelse af disse partikler i miljøet. Området er ikke så udforsket, og vi kan ikke sige, hvad der vil ske, hvis koncentrationen af ​​nanopartikler stiger i atmosfæren. Vi skal være meget forsigtige. Folk, der arbejder for disse industrier, der producerer tonsvis af TiO2-nanopartikler og frigiver dem til miljøet, bør tænke sig om to gange, " sagde han. Ud over fortovsblokke, TiO2-holdige materialer bruges også til andre formål såsom facader, gulvtæpper, indendørs vægge og lofter, biler, busser og tog.

Selvom TiO2 NP'er højst sandsynligt vil forblive i betonen eller i agglomerater, det er uklart, hvad der sker under mange års forvitring af TiO2 NP-holdige materialer i forskellige anvendelsesområder under forskellige forhold. Da der er få undersøgelser om miljøeffekterne af TiO2 NP'er, det er svært at vurdere langsigtede miljøkonsekvenser af udbredte TiO2 NP-holdige materialer i vores byer.