Steeds meer nanodeeltjes in batterijen en accu’s

In batterijen en accu’s van elektrische auto’s worden steeds meer lithium-nikkel-mangaan-kobaltoxide (NMK-nanodeeltjes) gebruikt. Naar schatting bevat de accu van één elektrische auto ongeveer 50 kg kilogram (kilogram) van deze nanodeeltjes. Als zo’n elektrische auto een ongeluk krijgt, kunnen de deeltjes uit de accu vrijkomen in het milieu. Ook als afgeschreven accu’s verkeerd verwerkt worden, kunnen de deeltjes in het milieu terechtkomen.

Effecten op bacteriën

Amerikaanse onderzoekers testten de invloed van NMK-nanodeeltjes op bacteriën van de algemene soort Shewanella oneidensis. Deze bacteriën komen veel voor in meren en zijn niet ziekteverwekkend. Uit het onderzoek bleek dat deze bacteriën langzamer groeiden wanneer ze in contact waren gekomen met NMK-nanodeeltjes. Dit effect was tijdelijk. Nadat de nanodeeltjes waren weggehaald, gingen de bacteriën na een tijdje weer normaal groeien. De onderzoekers geven twee mogelijke verklaringen voor deze waarnemingen:

• De NMK-nanodeeltjes verliezen na een tijdje hun giftigheid. Dit kan gebeuren doordat de deeltjes langzaam oplossen in het milieu. Ook kunnen de nanodeeltjes te veel verspreid raken in het milieu. Het aantal nanodeeltjes waarmee de bacteriën in contact komen, wordt dan minder.
• De bacteriën passen zich na een tijdje aan, zodat ze geen last meer hebben van de nanodeeltjes.

Resistentie van bacteriën

Als bacteriën zich aanpassen, kunnen ze ongevoelig worden voor de stoffen waarmee ze in contact komen, zoals antibiotica. Dit heet resistentie.

De onderzoekers wilden weten of de bacteriën echt resistent werden. Ze hebben dit getest door gekweekte kolonies van de bacterie S. oneidensis meerdere keren in contact te brengen met NMK-nanodeeltjes. Ook testten ze de losse metaalionen van nikkel, mangaan en kobalt. Hiermee bootsten ze de situatie na waarin de nanodeeltjes oplossen in het milieu.

Uit de testen bleek dat de bacteriën inderdaad resistent werden tegen de nanodeeltjes. En ook tegen de ionen. De bacteriën gaven deze resistentie ook via hun DNA deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid) door aan nieuwe generaties. De resistente bacteriën konden hierdoor blijven groeien bij steeds grotere aantallen NMK-nanodeeltjes. De onderzoekers zagen ook dat de bacteriën meer resistent waren voor blootstelling aan de metaalionen dan voor blootstelling aan de deeltjes zelf.

Bijwerkingen van resistentie

Als “bijwerking” van het ontwikkelen van resistentie werden de S. oneidensis bacteriën langer. Dit langer worden is een algemeen bekend verschijnsel. Het komt vaker voor bij bacteriën als reactie op stress door blootstelling aan stoffen zoals bijvoorbeeld antibiotica. De lange bacteriën zijn moeilijker eetbaar voor bacterie-eters die algemeen in het milieu voorkomen. Het resistent worden van bacteriën tegen nanodeeltjes in het milieu kan daardoor ook effecten hebben op de voedselketen.

Wat vindt het RIVM?

Dit onderzoek brengt een nieuw probleem aan het licht. Nanodeeltjes die niet antibacterieel zijn, kunnen in het milieu toch bacteriën resistent maken. In sommige producten worden nanodeeltjes van zilver, koperoxide of zinkoxide expres gebruikt voor een antibacterieel effect.
Het resistent worden van bacteriën tegen deze antibacteriële nanodeeltjes en/of de metalen daarin is een bekende zorg. Maar dit onderzoek laat zien dat ook andere nanodeeltjes dit effect ook kunnen veroorzaken als ze in het milieu terechtkomen. Ook als de nanodeeltjes niet voor een antibacterieel effect worden gebruikt in producten.

Het is niet bekend of de bacteriën die zich aangepast hebben aan NMK-nanodeeltjes ook anders zullen reageren op andere nanodeeltjes. Of op antibiotica. De aanpassing van de bacteriën aan de NMK-nanodeeltjes zou in theorie ook kunnen zorgen voor resistentie tegen antibiotica. Maar de onderzoekers hebben dat niet getest. Het is ook niet bekend, of andere soorten bacteriën op dezelfde manier zullen reageren op deze NMK-nanodeeltjes. Dat de bacteriën resistent worden en daarbij ook langer worden, kan zorgen voor problemen in het milieu.

Dit onderzoek laat zien dat er meer aandacht moet komen voor schadelijke effecten door nanomaterialen in batterijen voor het milieu. Zeker nu er meer batterijen nodig zijn voor de energietransitie. Het is niet bekend of er ook problemen in het menselijk lichaam kunnen optreden. Het is belangrijk dat innovatie en schadelijkheidsonderzoek elkaar weten te vinden en samen werken aan veilige nieuw producten.