Forskningsprogrammet Mistra Environmental Nanosafety startade 2014 med syfte att bygga upp kunskap om var nanomaterial återfinns, hur de förändras i naturen och vilken påverkan de har på celler och vattenlevande organismer. Programmet har också utvecklat och förbättrat metoder gällande riskbedömningar för att stötta industri, myndigheter och beslutsfattare gällande reglering och lagstiftning. Den sista september 2023 avslutades programmet.

Mistra Environmental Nanosafetys forskning visar att nanopartiklar som släpps ut i naturen förändras. Vissa partiklar löses delvis upp, vilket påverkar storlek och form. Runt partikeln bildas en så kallad bio-/ ecocorona, likt ett skal. När nanopartiklarna kommer ut i naturen bildas en yta av protein runt partiklarna, så kallad proteincorona.

En annan slutsats från programmet är att toxiciteten minskar när metall- och platstpartiklarna kommer i kontakt med organiskt material. Det beror på att material i nanostorlek får just andra egenskaper och blir mer reaktiva. Tidigare forskning om skadlighet har genomförts med tillverkade nanoplastpartiklar, vilket innebär att de har en annan form och yta än nedbrutna partiklar. Forskarna inom Mistra Environmental Nanosafety har själva genererat plast i nanostorlek för att i större utsträckning spegla nanoplasters faktiska påverkan. Plastartiklar som återfinns i hav och vattendrag, som flaskor, kaffelock och påsar samlades in och bröts ned med hjälp av en stavmixer.

– Vad den minskade toxiciteten beror på är inte helt klarlagt, men troligtvis handlar det om att ytan som bildas runt partikeln minskar toxiciteten, säger Tommy Cedervall, programchef Mistra Environmental Nanosafety.

Byggde experimentmiljöer

Forskarna har testat partiklarnas toxicitet, bland annat nanoplastmaterial, med och utan corona, för att se toxiciteten i olika koncentrationer. För att ta partiklarna från labbet och testa dem i naturlig miljö byggdes experimentmiljöer som efterliknar våtmarker upp. Där har påverkan på bland annat daphnier, ett slags djurplankton, studerats. Forskarna fann att en speciell sorts polystyren-nanopartiklar, som inte påverkade daphnierna i så stor utsträckning i höga koncentrationer under en kort exponeringstid, däremot påverkade daphnierna negativt i lägre koncentrationer under en längre exponeringstid, med dödlig utgång.

Tommy Cedervall berättar att plastpartiklar i nanostorlek ger metabola förändringar i daphnier vid 3,2 mikrogram per liter. Samtidigt har halter av på 500 mikrogram per liter hittats i insjöar.

– De mängderna ligger i paritet med det vi ser leder till dödlighet i tester och hundra gånger mer än de mängder där vi ser förändringar hos utsatta plankton.

Men det är inte främst utsläppen från tillverkningsindustrin som bidrar till att nanopartiklar hamnar i miljön. Metallpartiklar kommer från delvis från industrin, men också från dubbdäck, bilbromsar och från batterierna i elbilar.

Metoder för riskbedömning

Mistra Environmental Nanosafety kopplade en del projekt om partiklarnas förändring och toxicitet till lagstiftningen då nya regleringar och krav från EU:s kemikaliemyndighete ECHA kom under programmets gång. Det ställs stora krav på industrin att göra livscykelanalyser och tester, men samtidigt saknas både kunskap och tydlig koppling till riskbedömning. För att ge industrin och andra intressenter tillgång till kunskap har programmet utvecklat metoder för riskbedömning.

Tommy Cedervall och Noomi Egan, kommunikationsansvarig för Mistra Environmental Nanosafety, berättar att det har varit viktigt för programmet att höja kunskapsnivån om nanomaterial och nanopartiklar, både för allmänheten, men framför allt för beslutfattare.

– På policynivån har vi arbetat nära plattformen SweNanoSafe och löpande rapporterat våra forskningsresultat. Vi har också haft direktkontakt med myndigheter och arbetat för att få med forskare i olika policysammanhang samt bjudit in beslutsfattare på nationell och EU-nivå till våra programmöten och våra konferenser, berättar Noomi Egan.

Vetenskapsteater och mentorprogram

För att öka kunskapen hos allmänheten hölls en interaktiv utomhusworkshop om nanoplast och nanomaterial för cirka 60 högstadieelever. Forskare inom programmet har deltagit i paneldebatter och samtal på bibliotek och programmet har också genom Tommy Cedervall och forskare på Lunds universitet bidragit till en vetenskapsteater med teatergruppen Sagohuset. I projektet Den rätta vägen, plast på gott och ont, som omfattar vetenskapsteater och workshops berättar forskarna om nanopartiklar och en teatergrupp tolkar vetenskapen och resultaten i föreställningar för gymnasieskolor. Teatern spelades ett 30-tal gånger för totalt cirka 1200 personer.

Hösten 2021 startade programmet också ett mentorprogram med syfte att stötta doktorander och forskare tidigt i karriären. Mentorprogrammet har inte fokuserat på forskningsområdet i sig, utan har handlat om att ge deltagarna ett nätverk, stärka deras kommunikationsförmåga och relationsbyggande och ge dem bra förutsättningar under både studietiden och vidare in i arbetslivet.

När Mistra Environmental Nanosafety nu avslutas kommer en stor del av forskargruppen och nätverket finnas kvar, berättar Tommy Cedervall. Arbetet tas vidare genom ett samverkansinitiativ som drivs av Lunds universitet och forskarna kommer bland annat att titta vidare på just hur vi människor påverkas av nanopartiklar som finns runt omkring oss.

– Den tidigare föreställningen om att riskerna gällande nanosäkerhet ligger hos tillverkarna, verkar inte vara ett så stort bekymmer som vi fruktade. Det är däremot de partiklar som släpps ut kontinuerligt och bryts ned – som gummi, plast och bromspartiklar. Det är de som bidrar till de stora volymerna i vårt samhälle och som vi behöver studera mer. När vi väl börjat detektera nanopartiklar och nanoplast i människa och miljö så hittar vi dem. De kanske inte är supertoxiska men de finns i maten vi får i oss och i luften vi andas, säger Tommy Cedervall.

Viktiga bidrag från Mistra Environmental Nanosafety:

• En corona bildas runt nanopartikeln när den hamnar i miljö och biologisk vätska. Coronan minskar toxiciteten.
• Industrin har svårt att hantera regleringarna för nanomaterial. Programmet har utvecklat nya metoder för riskbedömning.
• Stöd till doktorander och unga forskare genom ett mentorprogram.
• Betydande forskningsfrågor framöver är att fortsätta detektera halterna av nanopartiklar i miljön och dess påverkan på människors hälsa.

Ta del av programmets forskningsresultat och lärdomar i deras slutrapport här.