Luchtvervuiling is een mondiaal milieuprobleem, het veroorzaakt ernstige gevolgen voor de volksgezondheid, vooral in grote steden. Wereldwijd sterven miljoenen mensen vervroegd als gevolg van blootstelling aan smog. Luchtvervuiling bestaat met name uit fijnstof, stikstofoxides (NOx) en vluchtige koolwaterstoffen. Deze stoffen worden vooral door verkeer, landbouw en industrie uitgestoten. Nanomaterialen lijken een kans te bieden om onze lucht schoner te maken door deze stoffen uit de lucht te verwijderen.

Verwijderen van stoffen uit lucht

Er wordt op verschillende manieren gewerkt aan methoden om NOx en vluchtige koolwaterstoffen uit vervuilde lucht te verwijderen. Titaniumdioxide in nanovorm is één van de stoffen die voor dit doel ontwikkeld is. Titaniumdioxide nanodeeltjes werken onder invloed van zonlicht als een katalysator voor het omzetten van stikstofoxides en vluchtige organische stoffen in chemische stoffen die minder schadelijk voor de volksgezondheid zijn.

Nieuw materiaal

Onlangs is binnen het Europese ‘flagship’ onderzoeksprogramma over grafeen een nieuw materiaal ontwikkeld dat vluchtige organische stoffen omzet die in de lucht aanwezig zijn. Het nieuwe katalysatormateriaal bestaat uit een combinatie van grafeen en titaniumdioxide nanodeeltjes. Dit werkt 70% efficiënter dan met een materiaal dat alleen uit titaniumdioxide nanodeeltjes bestaat. Een veelbelovende toepassing is om dit materiaal aan te brengen op gebouwen en wegen. Het materiaal zet stikstofdioxide in lucht om in relatief onschadelijke stoffen. Deze omzettingsproducten worden vervolgens door regen en wind van de katalysator afgespoeld. Hierdoor is het materiaal gebruiks- en onderhoudsvriendelijk. Naar verwachting van de auteurs is het ook milieuvriendelijk. De auteurs geven wel aan dat vervolgstudies nodig zijn om de stabiliteit op lange termijn en mogelijke milieueffecten van het ontwikkelde materiaal te bevestigen.

Wat vindt het RIVM Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu?

Hoewel de niveaus van luchtverontreiniging in Nederland al decennialang dalen, wordt luchtverontreiniging nog steeds als één van de grote milieuproblemen van deze tijd gezien. We kunnen dit probleem het beste aanpakken door de uitstoot van stoffen naar de lucht te verminderen. Daarnaast zijn ook technologische oplossingen en nieuwe materialen nodig om verontreinigde lucht effectief te reinigen. Alleen zo kunnen we nadelige effecten op de volksgezondheid verder terugdringen.

Een nieuwe generatie van samengestelde materialen die momenteel in ontwikkeling is, biedt enorme perspectieven. Het materiaal dat ontwikkeld is voor het verwijderen van verontreinigende stoffen uit lucht bestaat uit een combinatie van grafeen en titaniumdioxide nanodeeltjes. Van beide nanomaterialen afzonderlijk is informatie beschikbaar over hun verspreiding in het milieu en over de effecten voor mens en milieu. Dit betekent echter niet dat deze informatie per definitie ook toepasbaar is voor het samengestelde materiaal.

Helaas gaat in dit verband niet automatisch de regel op dat 1 + 1 gelijk is aan 2. De effecten van samengestelde materialen (composieten) zijn niet zonder meer gelijk aan de som van de effecten van elk van de afzonderlijke stoffen waaruit een composiet is opgebouwd. Dit geldt niet alleen voor de verspreiding in het milieu, maar ook voor de toxiciteit van composieten. Ook over de schadelijkheid van de losse componenten is het laatste woord nog niet gezegd. Vooral voor titaniumdioxide nanodeeltjes is nog discussie over de mogelijke schadelijke effecten (zie Titaniumdioxide mogelijk kankerverwekkend.

De mogelijke nadelige effecten van dergelijke materialen op de mens en op het milieu moeten daarom meer in kaart worden gebracht. Daarnaast moet duidelijk worden welk aandeel de beoogde toepassingen hebben op de vermindering van luchtverontreiniging. In het verleden is het toepassen van titaniumdioxide in bijvoorbeeld bestrating namelijk als minder dan een druppel op een gloeiende plaat gezien.