Screening voor de ontwikkeling van Veilig en Duurzaam Ontwerp

Nieuw ontwikkelde producten kunnen mogelijk veiligheids- en duurzaamheidsproblemen hebben. Anorganische aerogelmatten zijn hier een voorbeeld van. De nanostructuren van hun interne poriën zorgen voor hoge isolerende eigenschappen. Maar omdat de externe afmetingen van deze matten groter zijn, hoeven ze niet te voldoen aan de vereisten voor nanomaterialen onder REACH Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals ).

Het Early Awareness and Action System for Advanced Materials (Early4AdMa) kan helpen potentiële problemen in een vroeg stadium te ontdekken. Dit systeem kan zo bijdragen aan succesvolle productontwikkeling van veilige en duurzaam materialen. De eerste stap van dit scoringssysteem bestaat uit een analyse van Novelty, Exposure, Severity, Scope, Immediacy (NESSI; nieuwheid, blootstelling, ernst, draagwijdte, urgentie). In een tweede stap volgen meer diepgaande vragen. Voor beide stappen kunnen experts in de OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisation for Economic Co-operation and Development) WPMN Advanced Materials Steering Group ondersteuning bieden. De NESSI-benadering toont aan hoe ontwerpers veiligheids- en duurzaamheidsaspecten vroeg in het innovatieproces kunnen meenemen om veilig-door-ontwerpstrategieën te bevorderen. Maar een gebrek aan gegevens beperkt vaak de mogelijkheden van de NESSI-benadering. De NESSI-benadering moet daarom vaak worden aangevuld met blootstellingsscenario's en vroege toxiciteitsscreening. Toch is de aanpak waardevol voor het stimuleren van de ontwikkeling van veilige, duurzaam en commercieel haalbare nieuwe materialen.

Ambitie EU Europese Unie (Europese Unie) heeft baat bij meer aandacht voor veiligheid en duurzaamheid van geavanceerde materialen

In de afgelopen decennia hebben we leren omgaan met de onzekere risico’s van nanotechnologie voor mens en milieu. Dit heeft belangrijke inzichten opgeleverd die ook cruciaal zijn voor een veilige en duurzame ontwikkeling van geavanceerde materialen. Drie recent afgeronde EU-projecten (Gov4nano, NanoRigo en RiskGone) beschrijven concrete acties voor de verantwoordelijke innovatie van geavanceerde materialen. De EU heeft de ambitie om voorop te lopen in de ontwikkeling van geavanceerde materialen en benadrukt het belang mens en milieu te beschermen. Helaas komen de aanbevelingen van de drie projecten niet terug in de EU-plannen om de ontwikkeling van geavanceerde materialen te stimuleren.

Genotoxiciteit van titaniumdioxide in cosmetica kan niet worden uitgesloten

Het Europese Wetenschappelijk Comité voor Consumentenveiligheid (WCCV Wetenschappelijk Comité voor Consumentenveiligheid van de Europese Commissie (Wetenschappelijk Comité voor Consumentenveiligheid van de Europese Commissie )) heeft informatie over de genotoxiciteit van titaniumdioxide in cosmetische producten beoordeeld. Directe aanleiding voor deze beoordeling waren de zorgen over genotoxiciteit van het voedseladditief E 171. Voor het overgrote deel van de 84 verschillende vormen die het WCCV bekeek is genotoxiciteit niet uit te sluiten. Conclusies uit eerdere opinies van het WCCV over titaniumdioxide blijven dus van kracht.

Deze uitkomst bevestigt de conclusie voor E 171 van de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid. Volgens de WCCV zijn er meer experimentele studies nodig, vooral voor producten die consumenten dagelijks gebruiken. Het WCCV benadrukt ook dat de kwaliteit van gevaarsstudies omhoog moet, om meer zekerheid te krijgen over mogelijke gevaren.

New approach methodologies (NAMs) voor de risicobeoordeling en veilig en duurzaam ontwerp van nanomaterialen

Het gebruik van dierproeven voor onderzoek is ethisch niet gewenst. Dit geldt ook voor proefdiergebruik in onderzoek naar de veiligheid van nanomaterialen. In het kader van de 3 V’s (vervanging, vermindering en verfijning) wordt er daarom de laatste jaren veel onderzoek gedaan naar nieuwe, het liefst proefdiervrije, methoden voor risicobeoordeling. De New Approach Methodologies (NAMs). Voor nanomaterialen gebruikt de industrie NAMs vooral voor de beoordeling van gevaarseigenschappen op de huid.

In opdracht van het Europees Agentschap voor chemische stoffen (ECHA European Chemicals Agency (European Chemicals Agency)) en de European Union Observatory for Nanomaterials (EUON European Union Observatory for Nanomaterials (European Union Observatory for Nanomaterials )) zijn bestaande NAMs in kaart gebracht. Dit literatuuronderzoek(PDF/) uit 2022 leverde 221 NAMs op. Het gaat hierbij om testsystemen met maar ook zonder levende cellen, en ook computermodellen zijn onderdeel van deze NAMs.

De onderzoekers maakten onderscheid tussen nanospecifieke en niet-nanospecifieke NAMs. Ook keken ze of NAMs al geaccepteerd zijn in regelgeving, of nog onder validatie of in ontwikkeling zijn. De onderzoekers vonden 8 nanospecifieke NAMs die geaccepteerd zijn in regelgeving en 6 onder validatie. Nog 120 nanospecifieke NAMs zijn er in ontwikkeling. De studie identificeerde 87 NAMs die niet nanospecifiek zijn. De meeste hiervan (69) zijn in regelgeving geaccepteerd en de overige 18 onder validatie.

Een andere literatuurstudie door EUON brengt computermodellen en -methoden voor Veilig en Duurzaam Ontwerp (Safe-and-Sustainable by Design, SSbD) en de risicobeoordeling van nanomaterialen in kaart. Deze zogenaamde in-silicomethoden kunnen veel tijd en geld besparen in de ontwikkeling van nanomaterialen. In de literatuurstudie zijn 190 van zulke methoden geïdentificeerd. Hierna hebben 36 experts deze methoden geëvalueerd op verschillende criteria. Zij keken hierbij naar het proces van modelleren en validatie, de databeschikbaarheid en transparantie, het gebied van toepassing, gebruiksvriendelijkheid, en eventuele tekortkomingen. De onderzoekers stellen stappen voor die het vertrouwen in deze in-silicomethoden kunnen vergroten en toekomstig gebruik ervan kunnen bevorderen.

Gezien de grote aantallen van NAMs die ontwikkeld worden en nog moeten gevalideerd ziet RIVM het nut van prioriteren van activiteiten. Zeker omdat financiering vaak een drempel is voor validatie. Coördinatie hiervan kan onderdeel zijn van de Europese testmethode en validatiestrategie die de Europese Raad recent voorstelde. Voor nanomaterialen kan de beschikbare prioriteringslijst van het Malta Initiative helpen in prioriteren. Nanospecifieke NAMs, inclusief hun validatie, moeten bovendien rekening houden met de unieke eigenschappen van nanomaterialen.

Het testen van geavanceerde en nanomaterialen blijft een uitdaging

Verschillende OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Organisation for Economic Co-operation and Development)-richtlijnen voor het testen van chemische stoffen zijn in de afgelopen jaren geactualiseerd. Ze bevatten nu ook nanospecifieke overwegingen, die over het algemeen effectief zijn. Toch blijven er ondanks deze inspanningen haken en ogen zitten aan het testen van nanomaterialen in water. De kern van het probleem is dat deeltjes die in een waterig milieu worden gebracht, gaan samenklonteren. Hierdoor wordt veelal een niet-stabiele dispersie verkregen. Het testen van de toxiciteit van een dergelijke dispersie leidt onherroepelijk tot niet-reproduceerbare resultaten. De auteurs stellen daarom voor om het gedrag van de deeltjes zo nauwkeurig mogelijk gedurende de test te kwantificeren. Dit vereist in de praktijk extra inspanningen van degenen die de testen uitvoeren.

Daar komt nog bij dat de nanospecifieke testrichtlijnen niet altijd geschikt zijn voor geavanceerde materialen. Dit bleek uit onderzoek waarin de toxiciteit van een gefunctionaliseerde cellulose nanovezel is getest. Daarbij werden algen gebruikt die het onmogelijk maakten om de concentratie aan nanovezels te bepalen.

Het is de onderzoekers gelukt dit probleem op te lossen. Maar dit laat zien dat gebruik en mogelijkheden van de richtlijnen per materiaal kritisch moet worden bekeken.

Kunnen nieuwe nano-meststoffen bijdragen aan duurzame landbouw?

Nano-meststoffen worden niet alleen via de bodem in een plant gebracht, maar ook direct op de bladeren. Via de huidmondjes van de bladeren komen ze direct de plant in. Mogelijk neemt de plant de stoffen daardoor sneller en efficiënter op. Dit kan uitspoeling naar de bodem vermijden. Nano-meststoffen zouden daardoor bij kunnen dragen aan een duurzamer landbouw, omdat er minder meststoffen nodig zijn.

De besproken nano-meststoffen bevatten vaak metaal- en metaaloxidedeeltjes en niet de belangrijkste noodzakelijke voedingsstoffen als stikstof, fosfor en kalium. Het zijn in de toepassing eigenlijk meer biostimulanten dan meststoffen. Deze stoffen kunnen de natuurlijke voedingsprocessen van de plant stimuleren.

Nu de nieuwe Meststoffenverordening (EU 2019/1009) vanaf 2022 geldt, worden biostimulanten geclassificeerd als meststoffen. In het verleden golden voor biostimulanten de bepalingen uit de Verordening Gewasbeschermingsmiddelen().

Onder de Verordening Gewasbeschermingsmiddelen krijgt de veiligheid van nanospecifieke aspecten de laatste tijd meer aandacht. Maar onder de Meststoffenverordening is het nog onduidelijk of het regelgevingskader is voorbereid op deze opkomende producten. De beoordeling wordt gedaan door conformiteitsbeoordelingsinstanties: een beperkt aantal aangemelde instanties. De gegevens komen grotendeels uit REACH Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals ). Het is belangrijk dat daarbij rekening wordt gehouden met de potentiële nanospecifieke effecten van biostimulanten en de toepassing ervan, voor zowel mens als milieu.

Er zijn echter nog onduidelijkheden over het gedrag van nanomaterialen in het milieu of het menselijk lichaam. Dit maakt het lastig om blootstelling door gebruikers en omgeving te beoordelen. Ook kunnen er mogelijk extra risico’s ontstaan door blootstelling via residuen in gewassen.

Het is daarom de vraag of de potentiële, geclaimde voordelen van nano-meststoffen daadwerkelijk kunnen worden benut en opwegen tegen de mogelijke risico’s.