Bij steeds meer pesticiden wordt het actieve ingrediënt (het feitelijke bestrijdingsmiddel) verpakt in een nanodeeltje (‘encapsulation’). Het bestrijdingsmiddel komt hierdoor langzaam vrij. Het idee is dat het bestrijdingsmiddel niet meer gesprayd hoeft te worden, maar gericht gebruikt kan worden. Een boer kan dan volstaan met een (veel) lagere dosis. Dit zou niet alleen vanuit economisch oogpunt gunstig zijn, maar kan ook de ongewenste effecten van het bestrijdingsmiddelen op niet-schadelijke organismen drastisch verminderen. De vraag is of dit laatste, in de praktijk ook het geval is: de nanovorm zélf kan namelijk ook ongewenste effecten hebben op niet-schadelijke organismen.

Onderzoekers van de Oregon State University hebben daarom de toxiciteit van drie toepassingsvormen van het insecticide gamma-cyhalothrine op waterorganismen bestudeerd. In Amerika mogen consumenten dit insecticide gebruiken om mieren, bedmijten, teken en andere insecten te bestrijden. De onderzoekers vergeleken de effecten van een gebruikelijke formulering van gamma-cyhalothrine op watervlooien, met de toepassing in nano- en microcapsules. Tot verrassing van de onderzoekers vonden zij dat de toepassing als nanocapsule het meest toxisch was. Ook gamma-cyhalothrine verpakt als microcapsule was schadelijker dan de gebruikelijke niet-verpakte gamma-cyhalothrine. De reden voor deze verrassende vondst, is dat de watervlooien de nano- en microcapsules selectief uit het water kunnen opnemen. De beestjes filteren relatief grote hoeveelheden water om hun voedingsstoffen op te nemen. Daarbij worden vooral de nanocapsules heel selectief en efficiënt uit het water gefilterd. De toxiciteit van gamma-cyhalothrine in vooral de nanovorm, neemt daardoor toe ten opzichte van de toxiciteit van niet-verpakt gamma-cyhalothrine.

Er is nog een manier waarop de nanocapsules een gevaar kunnen vormen voor het milieu. Giftige stoffen die opgelost zijn in water kunnen zich aan de capsule binden. Recent onderzoek laat zien dat als waterorganismen de capsules als onderdeel van hun voedsel opnemen, deze toxische stoffen méér schade aan de waterorganismen veroorzaken dan als er geen capsules aanwezig zijn. Dit effect is bijvoorbeeld waargenomen voor triclosan. De aanwezigheid van nanodeeltjes piepschuim (grootte: 50 nm) in water waarin ook triclosan aanwezig was, verhoogde de toxiciteit van het opgeloste triclosan met ongeveer een factor 2. Dit kwam doordat triclosan zich aan de piepschuimdeeltjes bond. Raderdiertjes namen het daardoor efficiënter op. Net als watervlooien filteren raderdiertjes deeltjes uit water en verzamelen op deze manier bijvoorbeeld algen als voedsel. Bij dit filteren nemen de radardiertjes ook de nanodeeltjes op.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: Het ontwikkelen van bestrijdingsmiddelen in nanovorm neemt momenteel een hoge vlucht. De nanovorm kan niet alleen zorgen voor aanzienlijke kostenbesparingen, maar ook voor milieuvriendelijker toepassingen van bestrijdingsmiddelen. De hier besproken studies laten zien dat dit laatste niet altijd het geval hoeft te zijn. De totale milieubelasting is minder, omdat er in nanovorm veel minder aan bestrijdingsmiddelen nodig is. De nanovorm zélf kan elders in het ecosysteem echter negatieve effecten hebben op niet-schadelijke organismen. Oftewel, zoals een talentvolle voetballer ooit zei: “Elk voordeel heb z’n nadeel”.

Bij de ontwikkeling van nano- en microvormen van pesticiden is dus aandacht nodig voor mogelijke (ongewenste) milieueffecten als gevolg van de vorm waarin deze in het milieu worden toegepast. Deze overwegingen voor pesticiden gelden overigens ook voor de ontwikkeling waarbij kunstmest in nanovorm wordt toegepast. (zie Signaleringsbrief KIR-nano 2017, nummer 2).