اكتسبت تقنية النانو قدرًا كبيرًا من الاهتمام بسبب احتياجات وتطبيقات المواد النانوية في العديد من المجالات بما في ذلك الصناعة والزراعة والطب والصحة العامة.
إن التعرض البيئي للمواد النانوية أمر لا مفر منه، حيث تصبح المواد النانوية جزءًا من حياتنا اليومية، ونتيجة لذلك، تحظى أبحاث السمية النانوية بالاهتمام.
لقد تم تضخيم مصطلح “تقنية النانو” وأصبح مرادفًا للأشياء المبتكرة والواعدة للغاية حيث تمكننا تقنية النانو من إنشاء مواد وأجهزة وأنظمة وظيفية من خلال التحكم على المستويات الذرية والجزيئية ، واستغلال الخصائص والظواهر الجديدة.
الحجم الأصغر بشكل كبير، والوزن المنخفض، والحساسية الأكبر واكتسبت تقنية النانو قدرًا كبيرًا من الاهتمام العام بسبب احتياجات وتطبيقات المواد النانوية في العديد من مجالات المساعي البشرية بما في ذلك الصناعة والزراعة والأعمال والطب والصحة العامة منذ عام 1997.
المنتجات التجارية
نظرًا لأن حجمها مشابه لمقياس الجزيئات البيولوجية الكبيرة، وبسبب خصائصها المضادة للبكتيريا ومقاومة الرائحة، يتم استخدام المواد النانوية على نطاق واسع لعدد من المنتجات التجارية، مثل تضميد الجروح أو المنظفات أو الطلاءات المضادة للميكروبات.
و يتم استخدام آلاف الأطنان من السيليكا والألومينا والسيريا، على شكل مخاليط جزيئات متناهية الصغر بما في ذلك الجسيمات النانوية والجسيمات النانوية، بسبب حجمها (من 1 إلى 100 نانومتر).
يتيح الوصول إلى مجموعة متنوعة من البيئات البيولوجية؛ كما أن حجمها يمنحهم أيضًا خصائص تعتمد على الحجم يمكن استغلالها في التطبيقات.
فوائد تكنولوجيا النانو
فوائد تكنولوجيا النانو تجعلها مثالية لتطوير أجهزة الاستشعار، والرصد البيئي والبيولوجي أخيرًا ، مساحات سطحها الكبيرة عبارة عن منصات لهندسة أنظمة متعددة الوظائف للاستشعار.
من الضروري أولاً فهم مصير وسلوك المواد النانوية المصنعة في البيئة. نحن بحاجة إلى تحديد
أ) ما إذا كانت المواد النانوية تحتفظ بحجمها النانوي الاسمي، وبنيتها الأصلية ، وتفاعلها في الأنظمة البيئية؟
ب) هل يختلف تأثيرها على النظام البيئي عن تأثير الجزيئات الأكبر من نفس المادة؟ الإجابات على هذه الأسئلة وغيرها ستوجه وضع المبادئ التوجيهية التنظيمية التي ستوفر الحماية الكافية للأنظمة البيئية مع السماح بالمزايا التي توفرها تكنولوجيا النانو .
• سوف تدخل المواد النانوية المصنعة إلى البيئة من خلال الإطلاق المتعمد أو الغير مقصود مثل الانبعاثات الجوية وتيارات النفايات الصلبة أو السائلة من مرافق الإنتاج.
• بالإضافة دخول المواد النانوية في الدهانات والأقمشة ومنتجات العناية الشخصية والصحية، بما في ذلك واقيات الشمس ومستحضرات التجميل، إلى البيئة بما يتناسب مع استخدامها. سوف تترسب المواد النانوية المنبعثة في النهاية على سطح الأرض والماء.
• المواد النانوية التي تصل إلى الأرض لديها القدرة على تلويث التربة ، والهجرة إلى المياه السطحية والجوفية.
• يمكن نقل الجسيمات الموجودة في النفايات الصلبة أو مياه الصرف الصحي أو التصريفات المباشرة إلى الأنظمة المائية عن طريق الرياح أو جريان مياه الأمطار.
• يمكن أن يأتي أكبر إطلاق في البيئة من الانسكابات المرتبطة بنقل المواد النانوية المصنعة من منشآت الإنتاج إلى مواقع التصنيع الأخر، والإطلاقات المتعمدة للتطبيقات البيئية ، والإطلاقات المنتشرة المرتبطة بالتآكل والتآكل من الاستخدام العام.
• نظرًا للحجم الصغير جدًا للمواد النانوية ، يمكن أن يحدث التعرض عن طريق الاستنشاق للجزيئات المحمولة جواً المكونة من مواد متناهية الصغر تغطي نطاقًا يتراوح من بضعة نانومترات إلى عدة ميكرومترات في القطر.
• قد تتكتل المواد النانوية في جزيئات أكبر أو سلاسل ألياف أطول، مما قد يغير خصائصها وقد يؤثر على سلوكها في البيئات الداخلية والخارجية بالإضافة إلى تعرضها المحتمل ودخولها إلى جسم الإنسان، ويمكن أن تترسب في الجهاز التنفسي ولها سمية متأثرة بالبنية النانوية، بسبب مساحة السطح العالية، والنشاط السطحي العالي، والتشكل غير المعتاد، والأقطار الصغيرة ، أو التحلل إلى جزيئات أصغر بعد الترسيب.
• قد تشكل الجسيمات المتكونة من تحلل المواد النانوية أو تفتيتها أيضًا خطرًا محتملاً إذا أظهرت نشاطًا بيولوجيًا يعتمد على البنية النانوية.
• تتمتع الجسيمات النانوية بكفاءة عالية في الترسيب في رئتي الأفراد الأصحاء ، وكفاءة أعلى في الأشخاص المصابين بالربو أو أمراض الانسداد الرئوي المزمن
• التعرض الجلدي المتعمد للمواد النانوية استخدام المستحضرات والكريمات وتضميد الجروح والمنظفات والجوارب التي تحتوي على مواد نانوية فضية. يمكن تعريض مواد Nano TiO2 وZnO كمكون واق من الشمس أو مواد ليفية مغلفة بمواد نانوية لخصائص مقاومة الماء أو البقع.
• يمكن أن يشمل التعرض غير المتعمد ملامسة الجلد لمواد مجسمة تتولد أثناء تصنيع المواد النانوية أو احتراقها.
• الجزيئات النانويه لها القدرة علي اختراق طبقات الجلد من خلال التراكم في الجلد أو التمثيل الغذائي لجزيئات أصغر أو بسبب الجسيمات النانوية المنشطة ضوئيًا.
• التعرض للاستنشاق أظهرت بعض الدراسات على الحيوانات آثارًا رئوية لبعض المواد النانوية مثل الالتهاب والتليف والتسرطن.
• مستويات التعرض التي قد تكون مقبولة ( ما زالت قيد البحث).
• مسارات جزيئات النانو في الخلايا الحيه تشكل خطورة كبيرة خاصة انه اثبتت بعض الدراسات في مجال مكافحة الآفات تأثير المركبات النانويه علي الDNA ، وهذا يشكل خطورة كبيرة اذا كان لها نفس التأثير علي الخلايا الحيوانيه للحيوانات او الطيور.
• الاستنشاق بطرق التعرض شيوعًا للجسيمات المحمولة جوا بمكان العمل ومدي ترسب الجسيمات النانوية في الجهاز التنفسي من خلال شكل الجسيمات وحجمها أو تكتلاتها.
• قد تدخل الجسيمات النانوية مجرى الدم من الرئتين وتنتقل إلى أعضاء أخرى بما في ذلك المخ.
• تشير بعض الدراسات على الحيوانات إلى أن الأنابيب والألياف النانوية الكربونية يمكن أن تسبب تأثيرات رئوية بما في ذلك الالتهاب والأورام الحبيبية والتليف الرئوي
• أظهرت بعض الدراسات في الخلايا أو الحيوانات تأثيرات مسرطنة أو تأثيرات قلبية وعائية جهازية من التعرض الرئوي.
• بعض الدراسات أشارت لإمكانية اختراق المواد النانوية للجسم من خلال الجلد السليم كما أظهرت أن الجزيئات التي يقل قطرها عن 1 مايكرومتر قد تخترق عينات الجلد المثنية ميكانيكيًا، كما أن الجسيمات النانوية ذات الخصائص الفيزيائية الكيميائية المختلفة قادرة على اختراق الجلد السليم للخنازير.
• الأنابيب النانوية الكربونية يمكن أن تدخل الخلايا وتتسبب في إطلاق السيتوكينات المحرضة للالتهابات، والإجهاد التأكسدي
• قد تدخل الجسيمات النانوية الجسم من خلال الجروح، وتهاجر إلى الدم والغدد الليمفاوية.
هناك حاجة لمزيد من الأبحاث في الدراسات على الحيوانات طويلة الأجل والدراسات الوبائية على العاملين في المجال
