พร้อมแค่ไหนกับการรับมือกับ “วัสดุนาโน” (Nanomaterial) มลพิษรูปแบบใหม่ ภัยร้ายที่คาดไม่ถึง

ทราบหรือไม่ว่า ในขณะที่อุตสาหกรรมต่างๆ ได้รับการพัฒนาให้ก้าวหน้าอย่างรุดหน้าด้วยนาโนเทคโนโลยี แต่ขณะเดียวกันโลกกำลังเผชิญกับมลพิษรูปแบบใหม่ซึี่งน่ากังวลมาก นั่นคือ “วัสดุนาโน” (Nanamaterial) แม้จะก่อเกิดจากเทคโนโลยีที่สร้างคุณประโยชน์มหาศาลและหลากหลาย แต่ในอีกด้านหนึ่งกลับทำลายสิ่งแวดล้อมรวมถึงส่งผลกระทบต่อสุขภาพของคนเราเช่นกัน

เนื่องจากทุกวันนี้วัสดุนาโน ท่อนาโนคาร์บอน และอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ เป็นส่วนหนึ่งของสินค้าอุปโภคบริโภคมากขึ้น นอกจากนี้ยังพบได้ในสิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่อยู่ในห่วงโซ่อาหาร ซึ่งนั่นคือสัญญาณร้ายที่จะคุกคามสิ่งแวดล้อมโลก รวมถึงอาจก่อเกิดโรคภัยในมนุษย์ และอะไรคือทางออกที่จะจัดการปัญหานี้

“นาโนเทคโนโลยี” (Nanotechnology) เทคโนโลยีประยุกต์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดการ การสร้าง การสังเคราะห์วัสดุหรืออุปกรณ์ในระดับของอะตอม โมเลกุลหรือชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กในช่วงราว 1 ถึง 100 นาโนเมตร ซึ่งจะส่งผลให้วัสดุหรืออุปกรณ์ต่างๆ มีหน้าที่ใหม่ๆ และมีคุณสมบัติที่พิเศษขึ้นทั้งทางด้านกายภาพ เคมี และชีวภาพ ทำให้มีประโยชน์ต่อผู้ใช้สอยและเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจได้ เช่น ท่อนาโนคาร์บอนขนาดเล็กแข็งแรงกว่าเหล็ก แต่เบากว่าอลูมิเนียมที่ใช้ในหน้าจอสัมผัสและโซลาร์เซลล์ อนุภาคนาโน (Nanoparticle) ของไททาเนียมไดออกไซด์ที่ใช้ในครีมกันแดดเพื่อช่วยให้ผลิตภัณฑ์โปร่งแสงไม่เป็นคราบ กลมกลืนกับผิวของเรา

ปัจจุบัน นาโนเทคโนโลยีกำลังกระตุ้นการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งใหม่ กระบวนการของวัสดุทางวิศวกรรมที่มีขนาดเล็กเหลือเชื่อ (เล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์ประมาณ 80,000-100,000เท่า โดยขนาดสิ่งของที่เล็กที่สุดที่มนุษย์สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่านั้นมีขนาดประมาณ 10,000 นาโนเมตร) ได้นำไปสู่ความก้าวหน้าในการผลิตสินค้าแทบทุกอย่างตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สี เครื่องสำอาง เสื้อผ้า ที่นอน กระจก สุขภัณฑ์ ผงซักฟอก น้ำยาทำความสะอาด แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน บรรจุภัณฑ์อาหาร ไปจนถึงไม้เทนนิส (เหล่านี้เรียกว่าผลิตภัณฑ์นาโน หรือ Nanoproduct) ผลิตภัณฑ์นาโนกลายเป็นสินค้าที่สร้างมูลค่าเพิ่มได้เป็นอย่างดี แต่ขนาดที่เล็กของพวกมันยังก่อให้เกิดภัยคุกคามในรูปแบบของมลพิษใหม่ เพราะวัสดุนาโนสามารถลงเอยในสิ่งแวดล้อมเข้าสู่สิ่งมีชีวิตและเดินทางผ่านห่วงโซ่อาหารได้อย่างง่ายดาย

ทั้งนี้ วัสดุนาโนมีทั้งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่น อนุภาคของแร่ต่างๆ หรือที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญ เช่น อนุภาคในไอเสียจากเครื่องยนต์หรือในควันไฟ และวัสดุนาโนที่ผลิตขึ้น (engineered/manufactured nanomaterial) ซึ่งเป็นวัสดุที่ได้รับการออกแบบและผลิตขึ้นอย่างเจาะจง ให้มีสมบัติเฉพาะและมีขนาดใกล้เคียงกัน ข้อห่วงกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของ วัสดุนาโนส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่ความปลอดภัยของวัสดุนาโนที่มนุษย์ผลิตขึ้น

วัสดุนาโนอาจแพร่กระจายสู่สิ่งแวดล้อมได้ผ่านการปล่อยจากโรงงานอุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็นทางอากาศ น้ำเสีย และของเสีย หรือการรั่วไหลระหว่างการขนส่ง รวมทั้งการแพร่กระจายจากผลิตภัณฑ์ที่มีวัสดุนาโนซึ่งอาจเกิดขึ้นในช่วงการใช้งาน การกำจัด หรือการเสื่อมสภาพ ดังนั้นการกระจายของอนุภาคนาโนสู่สิ่งแวดล้อมจึง เชื่อมโยงกับวงจรชีวิตของวัสดุนาโนตั้งแต่การผลิต การใช้และการบำบัดของเสีย โดยอนุภาคนาโนที่ถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมสามารถทำปฏิกิริยากับอนุภาคอื่นๆ ทำให้เกิดการปลี่ยนรูปและปรับเปลี่ยนองค์ประกอบที่แตกต่างไปจากเดิมและอาจแพร่กระจายไปยังสภาพแวดล้อมทั้งทางน้ำ อากาศ และดิน ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต และระบบนิเวศได้

มีข้อกังวลเกี่ยวกับอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสำอาง ครีมกันแดด สีและแม้แต่วิตามิน แสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนของ TiO2 สามารถทำลายดีเอ็นเอและทำให้เกิดความเสียหายของโครโมโซม รวมทั้งการอักเสบซึ่งอาจนำไปสู่มะเร็งได้ สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของวัสดุนาโนจำนวนมากและอาจเป็นอันตราย

ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications นักวิจัยได้ติดตามวัสดุนาโนซึ่งอาจมีขนาดแตกต่างกันตั้งแต่ 1 ถึง 100 นาโนเมตรผ่านห่วงโซ่อาหาร โดยเริ่มจากการระบุวัสดุนาโนในสาหร่าย จากนั้นติดตามวัสดุนาโนเหล่านั้นเมื่อย้ายไปยังแพลงก์ตอนสัตว์ที่กินสาหร่าย และปลาที่กินแพลงก์ตอนสัตว์ พบว่าในแต่ละขั้นตอนอนุภาคนาโนจะเปลี่ยนขนาดและรูปร่าง พร้อมทั้งกระจายไปทั่วร่างกายของสิ่งมีชีวิต จากการเจาะเซลล์และเข้าไปในอวัยวะต่างๆ โดยในปลามีอนุภาคนาโนสะสมอยู่ในสมอง

แม้ Fazel A. Monikh ผู้เขียนและนักวิจัยจาก University of Eastern Finland จะไม่แน่ใจว่าเหตุใดอนุภาคนาโนเหล่านี้จึงสะสมอยู่ในสมองของปลา แต่เขาบอกว่าเป็นเรื่องที่น่ากังวลและเกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนแน่นอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัสดุนาโนเหล่านี้มักไม่ได้ระบุไว้เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ หรือเราอาจไม่รู้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์นาโน และเนื่องจากไม่มีคำจำกัดความที่ยอมรับกันทั่วโลกว่าวัสดุนาโนคืออะไร จึงทำให้ยากที่จะติดฉลากหรือควบคุม

การที่วัสดุนาโนเหล่านี้ที่เข้ามากล้ำกรายในห่วงโซ่อาหารนั้นแตกต่างจากไมโครพลาสติก เพราะไมโครพลาสติกเป็นชิ้นส่วนพลาสติกขนาดเล็กมากที่อาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า และปนเปื้อนลงไปในสิ่งแวดล้อม คำนี้ไม่ได้หมายถึงพลาสติกประเภทใดประเภทหนึ่งเป็นการเฉพาะ แต่หมายถึงเศษพลาสติกใดๆ ที่มีขนาดเล็กว่า 5 มิลลิเมตร แต่สำหรับวัสดุนาโนที่เป็นนาโนพลาสติก ก็แทบไม่ต่างจาก PM2.5 ที่ทำมาจากพลาสติก เพราะมีขนาดเล็กกว่า 0.0001 มิลลิเมตร มลพิษประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อพลาสติกถูกปล่อยทิ้งสู่สิ่งแวดล้อม และย่อยสลายเป็นชิ้นเล็กลงและเล็กลง

ต้องยอมรับว่าการควบคุมอนุภาคนาโนเป็นเรื่องยาก เนื่องจากยังไม่มีการทดสอบที่ดีพอที่จะพบขนาดของมันได้ การวัดการมีอยู่ของอนุภาคนาโนตามมวลเช่นเดียวกับที่เราทำเพื่อตรวจจับสารเคมีนั้นไม่เพียงพอ เนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงโครงสร้างทางกายภาพ สำหรับการวิจัยของ Monikh ได้พัฒนาวิธีการแยกและสกัดอนุภาคนาโนออกจากเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตซึ่งทำให้นักวิจัยสามารถนับและวัดขนาดวัสดุนาโนแต่ละชิ้นได้

แม้บริษัทต่างๆ เร่งนำนาโนเทคโนโลยีนี้ไปใช้กับผลิตภัณฑ์ของตนเอง จำนวนเงินลงทุนและความพยายามที่ทุ่มเทให้กับนาโนเทคโนโลยีนั้นน่าตื่นตาตื่นใจมาก โดยคาดว่าอุตสาหกรรมนาโนเทคโนโลยีทั่วโลกจะมีมูลค่าสูงถึง 126.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (ราว 3,788.65 พันล้านบาท) เพิ่มขึ้นจากในปี 2020 ที่มีมูลค่า 75.8 พันล้านดอลล่าร์สหรัฐ (ราว 2,264.82 พันล้านบาท) แต่กระนั้นผู้ประกอบการก็ยังไม่มีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ในความเสี่ยงที่จะเกิดขึ้น เพราะเพิ่งจะเริ่มมีการกำหนดกรอบการกำกับดูแลขึ้น โดยเขาบอกว่า “วัสดุนาโนนี้มีรูปร่าง ขนาด ขอบเขตทางกายภาพ มีสารพันสิ่งที่แตกต่างกันคละเคล้าอยู่ในนั้น โปรโตคอลที่มีอยู่แล้ว จึงไม่มีคำตอบสำหรับวัสดุดังกล่าวเนื่องจากโปรโตคอลสำหรับสารเคมี เและสารเคมีเป็นสารที่ประกอบด้วยธาตุเดียวกันหรือสารประกอบจากธาตุต่างๆ รวมกันด้วยพันธะเคมี”

ดังนั้น จำเป็นต้องมีการทำงานมากขึ้นเพื่อทำความเข้าใจต่อไปว่าสิ่งใดที่อาจเป็นอันตรายจากการใช้วัสดุนาโน Monikh และทีมงานของเขาจะพิจารณาเพิ่มเติมว่าเหตุใดอนุภาคเหล่านี้จึงสะสมอยู่ในสมองของปลา และส่งผลกระทบอย่างไร เขาหวังว่าผู้กำหนดนโยบายจะแก้ไขปัญหานี้เช่นกัน และเริ่มดำเนินการตามกฎระเบียบเกี่ยวกับการใช้วัสดุนาโน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่เรากำลังเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุนาโน “เราไม่สามารถหยุดยั้งการปฏิวัติครั้งใหม่นี้ได้ เราไม่สามารถต่อสู้กับบริษัทต่างๆ ได้ แต่สิ่งที่ทำได้คือการออกแบบวัสดุนาโนที่ปลอดภัย เพราะถ้าเรารู้ว่าอะไรคือผลกระทบเราก็สามารถออกแบบให้ปลอดภัยได้” เขากล่าว “เราต้องบอกบริษัทเหล่านั้นว่าอย่าเร่งรีบ อดทนต่อไป มาดูกันว่าความเสี่ยงคืออะไร”

ที่มา :

• There’s a new kind of pollution to be worried about: nanomaterials
• ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค)
• วัสดุนาโน – NICT – จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย