Nanodeeltjes is een verzamelterm voor materialen die verschillen in samenstelling, vorm en grootte. Verschillende nanodeeltjes hebben vaak verschillende effecten op de mens of op organismen in het milieu. Dit komt door verschillen in chemische samenstelling, vorm en grootte van de deeltjes. Dit maakt deze groep van stoffen een grote uitdaging voor de risicobeoordeling. Het zou veel schelen als de risicobeoordeling van een nanodeeltje gebaseerd kan worden op de gegevens van een deeltje dat erop lijkt. Het Europese project GRACIOUS deed onderzoek naar die vergelijkbaarheid.

Risicobeoordeling op basis van gelijkenis

De REACH-wetgeving beschrijft de regelgeving van chemische stoffen in de Europese Unie. Binnen REACH Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals) is het mogelijk om voor de risicobeoordeling van een stof de gegevens van een andere stof te gebruiken die daarop lijkt. Zowel toxicologische gegevens als blootstellingsdata zijn hiervoor te gebruiken. Het grote voordeel hiervan is dat niet voor iedere stof aparte toxicologische testgegevens nodig zijn. Dat scheelt in de kosten en zorgt ook voor minder proefdiergebruik. 

De stoffen moeten wel genoeg op elkaar lijken om dit te mogen doen. Het is belangrijk om te laten zien dat de verschillen niet te groot zijn. Dat geldt voor de chemische en fysische eigenschappen van de stoffen. Maar ook voor de mechanismen die tot bijvoorbeeld toxiciteit leiden.

De aanpak die GRACIOUS ontwikkelde

Het project GRACIOUS heeft een aanpak ontwikkeld om zo’n vergelijking te maken. Het doel van GRACIOUS was om methodes te ontwikkelen waarmee je nanodeeltjes kan groeperen. Dit deden ze voor eindpunten die voor de risicobeoordeling van nanodeeltjes belangrijk zijn. Met de ontwikkelde aanpak kunnen onderzoekers stap voor stap de risico’s van groepen van nanodeeltjes schatten.

De getrapte aanpak begint met simpele testen. Hierin wordt het gebruik van proefdieren zoveel mogelijk voorkomen. Voor meer zekerheid in de beoordeling adviseert GRACIOUS meer ingewikkelde testsystemen. Deze hebben vaak een langere blootstelling. Het project maakte ook een handleiding voor de ontwikkelde aanpak.

Onderzoek naar eigenschap chemische samenstelling en grootte

Een nieuwe studie laat zien hoe zo’n beoordeling op basis van gelijkenis er uit kan zien. Het onderzoek bekeek welke eigenschappen geschikt zijn voor zo’n gelijkenisbeoordeling van nanodeeltjes.

De onderzoekers stelden gekiemde zaadjes van sla bloot aan verschillende nanodeeltjes. Deze deeltjes waren anders van chemische samenstelling en grootte. Ze keken daarbij naar de effecten op de wortelgroei en totale biomassa van de plantjes. De onderzoekers bekeken ook hoe de deeltjes zich gedroegen in het vloeibare blootstellingsmedium. Bijvoorbeeld hoe snel ze oplosten of naar de bodem zakten. Deze informatie is belangrijk om te bepalen wat de echte blootstelling van de plantjes is.

Deeltjes met een verschillende samenstelling gedragen zich volledig anders

Deeltjes van verschillende chemische samenstelling gedroegen zich volledig anders. Nanodeeltjes van zinkoxide losten heel erg snel op. Maar nanodeeltjes van bariumsulfaat klonterden juist meteen samen en zakten naar de bodem. Nanodeeltjes van koper losten deels op en zakten ook niet meteen naar de bodem. Op basis van deze observaties concludeerden de onderzoekers dat nanodeeltjes met een andere chemische samenstelling bij een risicobeoordeling niet gegroepeerd kunnen worden.

Grootte maakt niet uit voor de effecten van nanodeeltjes van koper

De onderzoekers testten drie nanodeeltjes van koper van verschillende groottes. Daarnaast testen ze koperionen. De verschillende nanodeeltjes waren 25, 60 tot 80, of 100 nanometer in doorsnede. De verschillende koperdeeltjes hadden vrijwel dezelfde effecten op de wortellengte en de biomassa. Ook waren de effecten vergelijkbaar met die van koperionen. De deeltjesgrootte heeft dus geen invloed op de effecten. Koperdeeltjes met een deeltjesgrootte tussen de 25 en 100 nanometer kunnen we dus als groep behandelen in een risicobeoordeling.

Wat vindt het RIVM?

Het is belangrijk om bij de risicobeoordeling op een slimme manier om te gaan met de grote diversiteit aan soorten nanodeeltjes. Belangrijk daarin zijn het beoordelen of deeltjes op elkaar lijken en het groeperen van gelijke deeltjes. Hiermee kunnen we de risicobeoordeling van nanodeeltjes behapbaar maken. Ook voorkomt dit dat bedrijven onnodig veel testen en dierproeven moeten uitvoeren.

Er is nog maar weinig onderzoek gedaan naar de gelijkenisbeoordeling van nanodeeltjes. We weten dus nog niet goed wanneer we nanodeeltjes als groep kunnen zien bij de risicobeoordeling. Daarom zijn onderzoeken als deze belangrijk. De conclusies van de onderzoekers zijn dus erg nuttig voor het groeperen van deze nanodeeltjes.

Dit onderzoek kijkt naar twee eigenschappen: grootte en chemische samenstelling. Maar er zijn nog meer eigenschappen die ook een rol hebben bij de giftigheid en gedrag van nanodeeltjes. Bijvoorbeeld de vorm van de deeltjes en aanpassingen aan de oppervlakte (zoals coatings). Daar keek dit onderzoek niet naar.

Daarnaast kan het zo zijn dat de beoordeling van de gelijkenis anders uitpakt voor een ander organisme of eindpunt. Er is dus nog meer onderzoek nodig naar het gebruik van gelijkenisbeoordeling en groeperen van nanodeeltjes. Eerder ontwikkelde het GRACIOUS-project al een beslisboom voor vezels. Daar hebben we hier al eerder over gesignaleerd.

Slim gebruik van gegevens in REACH

De EU European Union (European Union) onderkent het belang van het groeperen van nanodeeltjes. In REACH en ook in andere wetgeving voor chemische stoffen maken risicobeoordelaars al langer slim gebruik van gegevens. De beoordelaars gebruiken hiervoor vaak een OESO Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling)-document over groeperen van chemische stoffen. Op dit moment werkt de OESO aan een nieuwe versie. In deze versie is meer aandacht voor nanomaterialen. De aanpak van GRACIOUS worden hierin verwerkt.

Voor nu moet vooral meer ervaring met deze aanpak worden opgedaan. Bedrijven moeten ervaring krijgen in het onderbouwen van groeperingen. En toezichthouders in het beoordelen van deze voorstellen voor groeperingen. Daarnaast helpt deze ervaring de wetenschap om de mechanismen van de onderbouwing beter te begrijpen. De methodologie en kennis moet worden uitgebreid naar meer complexere nanomaterialen.