Sitnije od tisućinke vlasi kose, metalne nanočestice nalazimo u nizu proizvoda, od tekstila i kozmetike, do elektronike. Nakon uporabe završavaju u odvodima, a velika većina njih uhvati se u mulju tijekom pročišćavanja otpadnih voda. Taj se mulj često koristi kao gnojivo u poljoprivredi, pa je ključno znati koliko nanočestica sadržava i kakav utjecaj te čestice mogu imati na tlo, biljke i zdravlje ljudi.
Kako su priopćili, tim znanstvenika s Instituta Ruđer Bošković (IRB) i Instituta Jožef Stefan predstavio je jednostavnu, ali preciznu metodu kako osloboditi i prebrojati metalne nanočestice iz otpadnog mulja.
Riječ je o metodi koja je prvi put omogućila kvantitativno mjerenje olovnih nanočestica u čvrstim okolišnim uzorcima poput mulja. Pregled pet hrvatskih pročistača otpadnih voda pokazao je da se u gramima mulja skriva između deset milijuna i trideset milijardi nanočestica, ovisno o metalu i uzorku. Ipak, unatoč impresivnom broju, te čestice čine čak manje od dva posto ukupne količine metala u mulju.
Procjena rizika sugerira da današnja primjena mulja u poljoprivredi nosi zanemariv do nizak ekološki rizik. To znači da trenutačno te nanočestice u mulju vjerojatno ne štete okolišu. Ipak, za pojedine vrste nanočestica u tlima, kao što su olovne, ne postoje ekotoksikološka istraživanja, pa ih je potrebno provesti, a na neke nanočestice kao srebro i cink treba posebno paziti jer su reaktivnije i lakše se otapaju, pa dugoročno mogu više utjecati na tlo i vodu.
Ističu kako je tim razvio optimiziranu metodu koja nanočestice nježno oslobađa iz mulja, a da ih pritom ne mijenja. Zatim su pomoću specijalizirane tehnike spektrometrije masa uz induktivno spregnutu plazmu (ICP-MS)), koja doslovno hvata i broji nanočestice jednu po jednu, izbrojali i odredili njihovu veličinu. Metoda pokriva sedam ključnih okolišno relevantnih metala: srebro (Ag), zlato (Au), cerij (Ce), bakar (Cu), olovo (Pb), titan (Ti) i cink (Zn) i dovoljno je robusna za rutinsko praćenje.
Razvili smo postupak koji iz mulja doslovno „ispere“ nanočestice pomoću blage otopine tetranatrijevog pirofosfata koji djeluje na nanočestice i mulj kao omekšivač kad odvoji mrlju s tkanine. Zatim smo koristili spektrometar masa uz induktivno spregnutu plazmu, instrument koji ih hvata jednu po jednu, prebroji i izmjeri. Nakon brojnih testiranja pronašli smo najbolji ‘recept’ prema kojem je omjer mulja i blage otopine u omjeru otprilike 1:100, objašnjava dr. sc. Mavro Lučić, prvi i dopisni autor na radu iz Zavoda za istraživanje mora i okoliša IRB-a.
Posebno je važno što sada u čvrstim uzorcima možemo pouzdano mjeriti i olovo u nano-obliku, što otvara put preciznijim procjenama rizika. Rezultati pokazuju i da postojeće pravilnike treba nadograditi tako da razlikuju nano-oblike metala, jer se oni u okolišu ponašaju drukčije od „klasičnih“ zbog svojih malih dimenzija i velike reaktivnosti. Za poljoprivredu je poruka ohrabrujuća. Današnji načini korištenja mulja vjerojatno ne nose velik rizik, ali srebro i cink zaslužuju dodatnu pažnju zbog topljivosti i mogućeg dugoročnog učinka. Ukratko, sada mulj i tlo možemo rutinski nadzirati, što gradovima, pročistačima, inspekcijama i znanstvenicima daje alat da prate trendove i brzo reagiraju, objašnjava dr. sc. Lučić.
Možemo reći da su znanstvenici razvili „povećalo“ koje jasno pokazuje koliko nanočestica doista ima u mulju. S tim znanjem donose se bolje i sigurnije odluke.
Rezultati donose vrlo praktičnu korist. Komunalna poduzeća, inspekcije i donositelji odluka odsad mogu računati na pouzdane brojke, a nanočestice u mulju napokon se mogu nadzirati kao i svaka druga relevantna sastavnica okoliša.
Ta je razina vidljivosti presudna i za donošenjem novih propisa. Nano-oblici metala ponašaju se drukčije od svojih „klasičnih” oblika, pokretljiviji su, ponekad reaktivniji pa ih tako treba i regulirati. Nova metoda, ukratko, pomaže zadržati ravnotežu između održivog korištenja mulja i zaštite tla, voda i prehrambenog lanca, uz razuman oprez prema srebru i cinku koji pokazuju veću reaktivnost, a time i potencijalnu opasnost.
Istraživanje je objavljena u časopisu Journal of Hazardous Materials, a uz dr. sc. Mavra Lučića dr. sc. Željku Fiket s IRB-a, istraživački tim čine i dr. sc. Radmila Milačič Ščančar, dr. sc. Janez Ščančar, dr. sc. Bor Arah i dr. sc. Janja Vidmar iz Insituta Jožef Stefan.
Istraživanje je provedeno u suradnji IRB-a i Instituta Jožef Stefan, uz potporu Slovenske istraživačke i inovacijske agencije (ARIS, Program P1–0143) te stipendije Europske unije – NextGenerationEU.
