Nanomateriaalien turvallisuus: mitä tiedetään ja mitä ei

Nanomateriaalit ovat jo arjessamme – aurinkovoiteissa, pakkauksissa, tekstiileissä ja lääkkeissä. Silti niiden turvallisuudesta käydään yhä vilkasta keskustelua. Aihe koskettaa meitä kaikkia, sillä altistumme nanomateriaaleille päivittäin tietämättämme, ja samalla tutkijat ympäri Suomen ja Euroopan yrittävät selvittää, mitä näistä pienistä hiukkasista oikeastaan tiedetään – ja mitä ei vielä tiedetä.

Mitä nanomateriaalit ovat ja miksi turvallisuus puhuttaa?

Nanomateriaalit ovat aineita, joiden rakenneosien koko on yhdestä sataan nanometriin. Yksi nanometri on miljoonasosa millimetristä – vertailun vuoksi ihmisen hiuksen halkaisija on noin 80 000 nanometriä. Kun materiaali kutistetaan tähän kokoluokkaan, sen ominaisuudet muuttuvat usein radikaalisti: pinta-ala kasvaa suhteessa massaan, kemiallinen reaktiivisuus lisääntyy ja optiset sekä sähköiset ominaisuudet voivat muuttua täysin.

Nanomateriaalien erityispiirteet

Tyypillisiä nanomateriaaleja ovat muun muassa titaanidioksidi (TiO2), jota käytetään aurinkovoiteissa ja maaleissa, sekä hopeananopartikkelit, joilla on antimikrobisia ominaisuuksia ja joita löytyy esimerkiksi urheilutekstiileistä ja haavanhoitotuotteista. Näiden materiaalien erityispiirteisiin kuuluvat:

• erittäin suuri pinta-ala tilavuuteen verrattuna
• kyky läpäistä biologisia kalvoja helpommin kuin suuremmat hiukkaset
• muuttunut kemiallinen reaktiivisuus
• mahdollisuus kulkeutua ilman, veden ja eliöiden mukana

Miksi altistuminen huolestuttaa?

Juuri pieni koko tekee nanomateriaaleista sekä hyödyllisiä että potentiaalisesti ongelmallisia. Hiukkaset voivat päästä keuhkoihin, ihon läpi tai ruoansulatuskanavaan ja mahdollisesti kertyä elimistöön. Työperäinen altistuminen on erityinen huolenaihe teollisuudessa, jossa nanomateriaaleja valmistetaan ja käsitellään suuria määriä.

Terveys- ja ympäristövaikutukset: mitä tutkimus kertoo?

Tutkimustieto nanomateriaalien terveysvaikutuksista on kasvanut nopeasti viimeisen kahden vuosikymmenen aikana, mutta se on osin ristiriitaista. Osa tutkimuksista viittaa siihen, että tietyt nanomateriaalit voivat aiheuttaa tulehdusreaktioita, kun taas toiset vaikuttavat melko vaarattomilta. Lisää tutkimusta tarvitaan erityisesti pitkäaikaisaltistumisen vaikutuksista.

Hengitysteiden altistuminen

Keuhkot ovat ensisijainen altistumisreitti työympäristössä. Hengitettyinä nanohiukkaset voivat kulkeutua syvälle keuhkorakkuloihin asti, missä ne voivat aiheuttaa tulehdusta ja hapettavaa stressiä. Työterveyslaitos (FIOH) tutkii nanomateriaalien työperäistä altistumista ja on kehittänyt menetelmiä hiukkaspitoisuuksien mittaamiseen työpaikoilla.

Ihon läpäisevyys ja nanomateriaalien kulkeutuminen

Ihon läpäisevyydestä on ristiriitaisia tuloksia. Osa tutkimuksista osoittaa, että titaanidioksidi- ja sinkkioksidinanopartikkelit eivät läpäise tervettä ihoa merkittävästi, mutta vaurioituneen ihon kohdalla tilanne voi olla toinen. Hopeananopartikkeleiden on havaittu voivan kulkeutua elimistöön ja kertyä esimerkiksi maksaan ja pernaan eläinkokeissa.

Ympäristövaikutukset vesistöissä

Nanomateriaalit päätyvät ympäristöön muun muassa jätevesien mukana. Aalto-yliopistossa tehdään nanomateriaalien ympäristövaikutustutkimusta, jossa selvitetään muun muassa hopeananopartikkeleiden vaikutuksia vesistöjen mikro-organismeihin. Tutkimukset viittaavat siihen, että osa nanomateriaaleista voi olla haitallisia vesieliöille, mutta vaikutukset riippuvat voimakkaasti materiaalin tyypistä, pitoisuudesta ja ympäristöolosuhteista.

Sääntely ja turvallisuusarviointi Suomessa ja EU:ssa

Nanomateriaalien sääntely on kehittyvä alue. EU:n tasolla kemikaalivirasto ECHA arvioi nanomateriaaleja osana REACH-asetusta, joka velvoittaa yritykset rekisteröimään ja arvioimaan kemikaaliensa turvallisuuden. Suomessa Turvallisuus- ja kemikaalivirasto Tukes sekä Säteilyturvakeskus STUK valvovat nanomateriaalien turvallisuutta omilla toimialoillaan.

REACH ja nanomateriaalit

REACH-asetus säätelee nanomateriaaleja, ja ECHA arvioi niitä yhä tarkemmin. Vuonna 2020 voimaan tullut velvoite edellyttää, että nanomuodossa olevat aineet rekisteröidään erikseen ja niiden turvallisuudesta toimitetaan yksityiskohtaisempaa tietoa. Tämä on merkittävä askel kohti yhtenäisempää sääntelyä.

Kansalliset viranomaiset: Tukes ja STUK

Suomessa Tukes valvoo kemikaalien ja tuotteiden turvallisuutta, kun taas STUK vastaa säteilyyn liittyvistä nanomateriaaleista ja niiden käytöstä. Viranomaiset tekevät yhteistyötä EU-tason arvioinnissa ja jakavat tietoa kansallisille toimijoille.

Työsuojelun näkökulma

Työsuojeluviranomaiset ovat laatineet ohjeita nanomateriaalien turvalliseen käsittelyyn työpaikoilla. Keskeisiä keinoja ovat tekninen eristäminen, henkilönsuojaimet ja altistumisen seuranta. Työterveyslaitos on ollut keskeinen toimija näiden ohjeiden kehittämisessä.

Miten nanomateriaalien turvallisuutta tutkitaan Suomessa?

Suomessa nanomateriaalien turvallisuustutkimus on vahvaa ja monitieteistä. Mukana on teknisiä tutkimuslaitoksia, yliopistoja ja viranomaisia, jotka tekevät tiivistä yhteistyötä kansainvälisten kumppaneiden kanssa.

Keskeiset tutkimuslaitokset

• VTT Technical Research Centre of Finland kehittää nanomateriaalien turvallisuusarviointia ja menetelmiä altistumisen mittaamiseen.
• Työterveyslaitos (FIOH) tutkii nanomateriaalien työperäistä altistumista ja kehittää suojelutoimenpiteitä.
• Aalto-yliopisto tekee nanomateriaalien ympäristövaikutustutkimusta erityisesti vesistöissä.
• Helsingin yliopisto osallistuu nanomateriaalien terveysvaikutusten tutkimukseen muun muassa toksikologian näkökulmasta.

Menetelmät ja haasteet

Nanomateriaalien turvallisuustutkimuksessa käytetään muun muassa soluviljelymalleja, eläinkokeita ja laskennallisia menetelmiä. Haasteita ovat muun muassa altistumisen mittaaminen tarkasti, eri nanomateriaalien vertailtavuus ja pitkäaikaisvaikutusten selvittäminen. Myös standardointi on vielä osin kesken.

Turvallisuuden tulevaisuus: mitä meidän tulisi tietää?

Nanomateriaalien käyttö lisääntyy jatkuvasti: uusia sovelluksia kehitetään energiateknologiassa, lääketieteessä ja elektroniikassa. Samalla turvallisuustutkimus kehittyy ja menetelmät tarkentuvat. Avoimuus ja tiedon jakaminen ovat avainasemassa, jotta kuluttajat, työntekijät ja päättäjät voivat tehdä perusteltuja päätöksiä.

Uudet materiaalit ja sovellukset

Grafeeni, hiilinanoputket ja nanokomposiitit ovat esimerkkejä uusista materiaaleista, joiden turvallisuusprofiilia vasta selvitetään. Näiden materiaalien osalta tarvitaan erityisen huolellista arviointia ennen laajamittaista käyttöönottoa.

Viestinnän ja koulutuksen rooli

Kuluttajien tietoisuus nanomateriaaleista kasvaa, ja yrityksiltä odotetaan läpinäkyvyyttä. Koulutuksella on tärkeä rooli: sekä työpaikoilla että oppilaitoksissa tulee ymmärtää nanomateriaalien mahdolliset riskit ja turvalliset käyttötavat.

Usein kysytyt kysymykset

Ovatko nanomateriaalit vaarallisia terveydelle?

Se riippuu materiaalista, altistumisen kestosta ja pitoisuudesta. Osa nanomateriaaleista voi aiheuttaa tulehdusta tai kertyä elimistöön, mutta kaikki nanomateriaalit eivät ole haitallisia. Tutkimus on osin ristiriitaista ja lisää tietoa tarvitaan.

Mitä teen, jos työpaikallani käsitellään nanomateriaaleja?

Noudata työnantajan ohjeita, käytä asianmukaisia henkilönsuojaimia ja varmista, että altistumista seurataan. Työterveyslaitos tarjoaa ohjeita ja työkaluja nanomateriaalien turvalliseen käsittelyyn.

Kuka valvoo nanomateriaalien turvallisuutta Suomessa?

Suomessa Tukes ja STUK valvovat nanomateriaalien turvallisuutta omilla toimialoillaan. EU-tasolla ECHA arvioi nanomateriaaleja REACH-asetuksen puitteissa.

Mitä nanomateriaaleja on jo arjessamme?

Muun muassa titaanidioksidi aurinkovoiteissa ja maaleissa, hopeananopartikkelit tekstiileissä ja haavanhoitotuotteissa sekä nanomateriaalit elektroniikassa ja pakkauksissa.

Mistä löydän lisätietoa nanomateriaalien turvallisuudesta?

Työterveyslaitoksen, VTT:n, Tukesin ja ECHA:n verkkosivuilta löytyy ajantasaista tietoa. Myös yliopistojen tutkimushankkeet tarjoavat syvempää tietoa aiheesta.

Nanomateriaalien turvallisuus vaatii jatkuvaa tutkimusta ja avointa keskustelua. Meidän on pysyttävä hereillä – sekä tutkijoina, päättäjinä että kuluttajina – jotta voimme nauttia nanoteknologian hyödyistä ilman tarpeettomia riskejä.