Rekenen aan de massastromen van grafeen

Een Zwitserse groep onderzoekers berekende hoe grafeen zich tijdens de productie, gebruik en als afval door de productketen verplaatst. Ook berekenden ze hoeveel grafeen vrij kan komen in het milieu. Dit deden ze eerder ook voor andere nanomaterialen zoals koolstofnanobuisjes, zilver en titaniumdioxide. De onderzoekers baseren hun berekeningen voor grafeen voornamelijk op gegevens uit het Europese Graphene Flagship-project. Voor de periode tussen 2004 en 2030 maakten ze een schatting van hoeveel grafeen in Europa in de lucht, het oppervlaktewater en de bodem terechtkomt.

De getallen op een rij

De berekening laat het volgende zien:

• In 2030 stijgt het gebruik van grafeen nog steeds. Daarmee stijgt dus ook de hoeveel grafeen die vrijkomt in het milieu.
• In 2030 zit het grootste deel (12.000 ton grafeen) nog in producten die in gebruik zijn.
• In 2030 komt maar 49,5 ton grafeen (nog geen half procent) in het milieu.
• Het gaat dan vooral om grafeen uit windmolens, batterijen en andere elektronica.
• Het grootste deel (twee derde) van dit grafeen komt vrij in de bodem tijdens afvalverwerking. Dit is vooral gebruik van waterzuiveringsslib in de landbouw. Een derde van het vrijgekomen grafeen gaat naar de lucht. Dit gebeurt vooral bij het maken van het grafeen zelf, of de producten waarin het wordt gebruikt.

Ontbrekende gegevens

Van nieuwe producten met grafeen is nog niet bekend hoe ze op den duur slijten of als afval verwerkt zullen worden. Hoeveel grafeen in het milieu komt kan dus nog stijgen. Dit blijkt ook uit de hoeveelheid grafeen in Europa die in 2030 nog in producten zit. Die is relatief groot. Op deze middellange termijn verwachten de onderzoekers dat relatief weinig grafeen in het milieu komt. Andere nanomaterialen, zoals koolstofnanobuisjes, laten hogere schattingen zien.

Wat vindt het RIVM?

Tot nu toe is er vooral aandacht voor de mogelijkheden van gebruik van grafeen. Dat gaf RIVM al eerder aan. Mogelijke risico’s zijn minder onderzocht. Dit is een van de eerste studies die een schatting maakt van hoeveel grafeen mogelijk in omloop komt en naar het milieu lekt. Dit vergroot het begrip van de concentraties waar organismen in het milieu mee te maken krijgen.

Er komt in Europa naar schatting in 2030 nog weinig grafeen vrij. Maar de studie heeft wel een korte tijdshorizon. We weten niet wat we kunnen verwachten voor de periode na 2030. Door de jaarlijkse groei van grafeenproductie, kun je verwachten dat na 2030 nog veel meer grafeen in het milieu komt. Het gebruik en vrijkomen van grafeen neemt volgens de berekeningen in 2030 nog exponentieel toe.

Om milieublootstelling beter te kunnen voorspellen is het belangrijk om te weten wat de levensduur van producten is. Hoe lang gaan windmolens, batterijen en elektronica mee? En hoe snel lekt grafeen uit deze producten? Maar gegevens over blootstelling zijn niet genoeg om de milieurisico’s van grafeen goed in te schatten. Er zijn ook gegevens nodig over de milieutoxiciteit van grafeen.

De schattingen laten zien dat vooral tijdens de productie en fabricageprocessen grafeen vrijkomt in de lucht. Bedrijven zouden daarom uit voorzorg maatregelen moeten nemen om blootstelling aan grafeen via de lucht tegen te gaan. Niet alleen voor het milieu, maar ook om hun werknemers te beschermen. Er zijn namelijk duidelijke aanwijzingen dat grafeen-gerelateerde materialen mogelijk gevaarlijk zijn als ze in de lucht vrijkomen. En dat er verschillen zijn tussen verschillende vormen van deze materialen.