Nationell plattform för nanosäkerhet – Forum för samverkan och kunskapsresurs vid Karolinska Institutet på uppdrag av regeringen

Forskare vid Harvard School of Public Health har studerat frisättning av partiklar från material som förekommer i byggbranschen (bl a isoleringsmaterial) och fann att många gånger fler partiklar frisätts vid förbränning jämfört med sandning av samma material.

Nanomaterial förekommer bl a i byggbranschen men information om exakt vilka nanomaterial som används och i vilken utsträckning kan vara svår att få fram (se SweNanoSafe Rapport 2019:2 Nanomaterial i byggbranschen – ett livscykelperspektiv). Dessutom saknas i stor utsträckning det som brukar kallas ett livscykelperspektiv dvs en beskrivning av hur ett nanomaterial uppträder genom materialens hela livscykel – från produktion till användning och, slutligen, avfallshantering. Detta är emellertid av stor betydelse om man ska kunna göra en korrekt riskbedömning av materialet. Man bör även tillämpa ett livscykelperspektiv när man väger för- och nackdelar med ett nanomaterial jämfört med andra material.  Exempelvis kan nanomaterial vara kostsamma att framställa men om dessa material gör att byggmaterial blir lättare och starkare så kan det bli en miljövinst till följd av att minskade materialmängder behövs.

Forskare vid Harvard School of Public Health i Boston har nu studerat ett antal byggmaterial som innehåller nanomaterial som t ex järnoxid (Fe₂O₃) och titandioxid (TiO₂). Det som gör denna studie särskilt viktig och relevant är att man undersökte frisättning av partiklar från autentiska byggmaterial dels i samband med förbränning dels vid sandning. Detta för att efterlikna de processer som kan tänkas ske under byggmaterialets livscykel i samband med användning men även i avfallsledet. Forskarna använde sig av en standardiserad metod för sandning resp. förbränning och samlade därefter in partiklar med en storlek om mindre än 2.5 µm (dvs PM_2.5) för vidare analys avseende exempelvis metall-innehåll. Man studerade även om de insamlade partiklarna utövade toxiska effekter på lungceller i cellkultur som ett mått på deras potentiella effekt på lungorna. Slutligen använde man sig av en avancerad metod nämligen RNA sekvensering för att studera genuttryck hos lungceller som hade exponerats för PM_2.5.

Studien visade att förbränning (850°C) av byggmaterial, dels lacker dvs en akrylat-baserad polymer med inbäddade nanopartiklar från BASF, dels isoleringsmaterial från en byggarbetsplats i Boston, gav upphov till en frisättning av partiklar i olika utsträckning.  Frisättningen av partiklar (PM_2.5) varierade beroende på materialets sammansättning. Ett av isoleringsmaterialen visade sig bestå av 10-20 vikt% termoplast (PET) och detta resulterade i en betydligt större frisättning av partiklar i samband med förbränning jämfört med andra isoleringsmaterial som var resistenta mot förbränning. 

Man kunde visa att lungceller som exponerats i 24 timmar för partiklar från olika byggmaterial dvs PM_2.5 inte påverkades nämnvärt, åtminstone inte vid doserna 20 µg/mL eller 75 µg/mL. Forskarna studerade även cellernas genuttryck vid exponering i 24 timmar för 75 µg/mL av samma partiklar och fann då att vissa gener uppreglerades av partiklarna såsom CYP1A1 och CYP1B1 (båda generna kodar för proteiner som behövs för att omhänderta olika toxiska eller främmande ämnen inklusive läkemedel). Dock saknades uppgifter om ev. effekter av en kronisk exponering för dessa partiklar vilket också vore viktigt att belysa. En långvarig eller kronisk exponering för små mängder av partiklar skulle kunna ha en negativ inverkan på lungorna eller andra organ.

Sammanfattningsvis har den aktuella studien visat att det går att göra toxikologisk testning mera realistisk genom att undersöka vad som sker utifrån ett livscykelperspektiv. Men det framgår också att det inte är så enkelt att härleda biologiska effekter till ett enda ämne eller en enda sorts partikel eftersom det uppstår en blandning av många olika fragment och partiklar i samband med sandning eller förbränning av byggmaterial. Det behövs dessutom mer information om hur mycket partiklar som faktiskt frisätts på byggarbetsplatser eller i andra yrkessammanhang.

Källa: Professor Bengt Fadeel, Karolinska Institutet.

Referens

Singh D, Marrocco A, Wohlleben W, Park HR, Diwadkar AR, Himes BE, Lu Q, Christiani DC, Demokritou P. Release of particulate matter from nano-enabled building materials (NEBMs) across their lifecycle: potential occupational health and safety implications. J Hazard Mater. 2021;422:126771.
doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.126771.