Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in posts
Search in pages
Filter by Categories
Bioenergeetika
Bioorgaanika
KBFI
KEAF
Keemiline füüsika
Keskkonnatoksikoloogia
Uncategorized

Keskkonnatoksikoloogia ja sidusuuringud

Keskkonnatoksikoloogia ja sidusuuringud

Keskkonnaohtlike ainetega seotud uuringud – inimtegevuse tagajärjel keskkonda sattuvate mürkainete kahjulikud mõjud ökosüsteemidele, sh. inimesele – on ala, mis hõlmab bioloogiat, füüsikat, keemiat, materjaliteadust ja tervishoidu. Seega on KBFI interdistsiplinaarse asutusena väga sobiv antud temaatika edukaks arendamiseks ning keskkonnauuringud on jätkuvalt KBFI üks keskseid strateegiaid.

KBFI keskkonnatoksikoloogilised uuringud ning eriti 2004.a. alanud metallioksiidide nanoosakeste keskkonnaohtude uuringud on kogu maailmas teedrajavad ning on oma tähtsust tõestanud nii nimetatud valdkonna teadustööde kõrge tsiteeritavuse kui ka Euroopa Liidu FP6 ja FP7 projektides osalemise edukusega.

Keskkonnatoksikoloogia programmi strateegiline eesmärk on keskkonnas leiduvate või sinna sattuda võivate (tööstus)kemikaalide ohtlikkuse väljaselgitamine, vastates järgmistele küsimustele: kas on mürgine, kellele ja kui mürgine, miks mürgine ning kuidas seda mürgisust pädevalt ja kuluefektiivselt hinnata. Vastavalt Euroopa Liidu kemikaaliseadusandlusele REACH tuleb aastaks 2018 läbi viia kõikide, aastas üle 1 tonni toodetavate keemiliste ühendite (hinnanguliselt üle 100 000), toksikoloogiline iseloomustamine. See on Euroopa (sh Eesti) keemiatööstusele suureks kuluallikaks, kuna uuringute kohustus on tootjal.

Tööstuslike tootmismahtudeni on jõudnud ka sünteetilised nanoosakesed (osakesed, mille vähemalt üks mõõde ei ületa 100 nm), mida toodetakse erinevates koostistes, kujudes ning suurustes. Võrreldes tavaliste materjalidega ilmnevad ainel nanosuuruses uued omadused,mille ärakasutamine võib tuua läbimurdeid paljudes tehnoloogiates alates energeetikast ja lõpetades meditsiiniga. Samas on alust arvata, et nanoosakeste uudsed omadused võivad kaasa tuua ka soovimatuid tagajärgi, sh ohtu keskkonnale ja inimesele.

Keskkonnatoksikoloogia strateegilise programmi üheks suunaks ongi testsüsteemide väljatöötamine, mille abil oleks efektiivselt võimalik hinnata kemikaalide ning nanomaterjale bioloogilisi mõjusid. Tähelepanu pööratakse peamiselt in vitro testidele, mis võimaldavad hinnata kemikaalide ja nanoosakeste kahjulikke mõjusid ja toksilisuse mehhanisme ning panustatakse kiirete ja suure läbilaskevõimega testide väljatöötamisele. Kuna kemikaalide toksilisus on reeglina seotud nende kahjuliku mõjuga rakumembraanidele ja põhiainevahetusprotsessidele, siis on in vitro testid (s.h uuringud bakterite, algloomade ja selgrootutega) piisava ennustusjõuga. Kvantitatiivsed struktuur-aktiivsussõltuvused (ing. k. QSAR) on laialdaselt kasutusel kemikaalide toksilisuse ennustamisel, ent nanoosakeste puhul on modelleerimine veel algusjärgus, kuna need on oma omadustelt kordi keerukamad kui nn tavakemikaalid.

Mürgisuse avaldumise eelduseks on toksilise aine ja organismi kokkupuude. Oluline toksilisuse parameeter on ka aine biosaadavus (võime läbida rakumembraani ja siseneda bioloogilisse aineringesse). KBFI-s uuritakse saasteainete levikut ja liikuvust keskkonnas (sorptsioon, desorptsioon, lahustuvus, komplekseerumine jne.). Praeguseks on KBFIs lisaks varem välja arendatud keskkonnakeemilistele uuringutele lisandunud Eesti kontekstis unikaalne ekspertiis keskkonnatoksikoloogia alal, mida on rakendatud ja rakendatakse põlevkivitööstuse ja energeetika saastevoogude, sh tahkete jäätmete keskkonnaohtlikkuse hindamisel ja jätkusuutlike taaskasutusvõimaluste leidmisel. Nii näiteks viisid KBFI teadlaste algatatud teadusuuringud Eesti põlevkivitööstuse ühe olulise saastevoo – värske poolkoksi – klassifitseerimiseni ohtlikuks jäätmeks 2003.a., millega kaasnes ladustuskorra muutmine vastavalt Euroopa Liidus sätestatud korrale. Programmis on kavas välja töötada meetod ohtlike ainete eraldamiseks põlevkivitööstuse tahketest jäätmetest ja uurida jäätmete suuremahulise taaskasutuse viise. Iseseisva töösuuna moodustab diktüoneemakilda jt. põlevkivide keskkonnaohtlikkuse uurimine koos saasteainete (uraan jt. metallid) ringlusest ja isesüttimisest tingitud laguproduktide keemilise analüüsiga, pöörates erilist tähelepanu hapniku ringlusega seotud probleemidele.