Les nanotubes de carbone restent attachés aux matériaux pendant des années tandis que le dioxyde de titane et le nanozinc sont rapidement éliminés des cosmétiques et s'accumulent dans le sol. Dans le cadre du programme national de recherche « Opportunités et risques des nanomatériaux » (PNR 64), une équipe dirigée par le scientifique de l'Empa Bernd Nowack a développé un nouveau modèle pour suivre le flux des nanomatériaux les plus importants dans l'environnement.

Combien de nanoparticules artificielles se frayent un chemin dans l'air, terre ou eau ? Pour évaluer ces montants, un groupe de chercheurs dirigé par Bernd Nowack de l'Empa, les Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux, a développé un modèle informatique dans le cadre du Programme National de Recherche « Opportunités et Risques des Nanomatériaux » (PNR 64). "Nos estimations offrent les meilleures données disponibles à l'heure actuelle sur l'accumulation environnementale de nanoargent, nanozinc, dioxyde de nano-tinanium et nanotubes de carbone", dit Nowack.

Contrairement aux calculs statiques utilisés jusqu'à présent, leur nouveau, modèle dynamique ne prend pas seulement en compte la croissance importante de la production et de l'utilisation des nanomatériaux, mais tient également compte du fait que différents nanomatériaux sont utilisés dans différentes applications. Par exemple, Le nanozinc et le nano-dioxyde de titane se trouvent principalement dans les cosmétiques. Environ la moitié de ces nanoparticules se retrouvent dans nos eaux usées en l'espace d'un an, et de là, ils entrent dans les boues d'épuration. nanotubes de carbone, cependant, sont intégrés dans des matériaux composites et sont liés dans des produits tels que ceux qui sont immobilisés et que l'on retrouve ainsi par exemple dans les raquettes de tennis et les cadres de vélos. Cela peut prendre plus de dix ans avant qu'ils ne soient libérés, lorsque ces produits finissent dans l'incinération des déchets ou sont recyclés.

39, 000 tonnes de nanoparticules

Les chercheurs impliqués dans cette étude viennent de l'Empa, ETH Zurich et l'Université de Zurich. Ils utilisent une production annuelle estimée de dioxyde de nano-titane à travers l'Europe de 39, 000 tonnes métriques – bien plus que le total de tous les autres nanomatériaux. Leur modèle calcule la quantité de celui-ci qui pénètre dans l'atmosphère, eaux de surface, les sédiments et la terre, et s'y accumule. Dans l'UE, l'utilisation des boues d'épuration comme engrais (pratique interdite en Suisse) fait que le nano-dioxyde de titane atteint aujourd'hui une concentration moyenne de 61 microgrammes par kilo dans les sols affectés.

Connaître le degré d'accumulation dans l'environnement n'est que la première étape de l'évaluation des risques des nanomatériaux, toutefois. Or ces données doivent être confrontées aux résultats des tests éco-toxicologiques et aux seuils réglementaires, dit Nowack. Une évaluation des risques n'a pas été réalisée avec son nouveau modèle jusqu'à présent. Des travaux antérieurs avec des données d'un modèle statique ont montré, cependant, que les concentrations déterminées pour les quatre nanomatériaux étudiés ne devraient pas avoir d'impact sur l'environnement.

Mais dans le cas du nanozinc au moins, sa concentration dans l'environnement approche le niveau critique. C'est pourquoi ce nanomatériau particulier doit être prioritaire dans les futures études écotoxicologiques – même si le nanozinc est produit en plus petite quantité que le nano-dioxyde de titane. Par ailleurs, Les tests écotoxicologiques ont été jusqu'à présent principalement réalisés avec des organismes d'eau douce. Les chercheurs concluent que des investigations supplémentaires utilisant des organismes vivant dans le sol sont une priorité.