Nanowastes and the environment: Potential new waste management paradigm

ABSTRACT

Recent exponential growth in the development of nanomaterials (NMs) and nanoproducts is premised on the provision of novel benefits to the society—through the exploitation of their unique industrial and biomedical applications like medical imaging, fabrics in textiles, tissue engineering, nanocomposites, bioremediation, and biomedicine. These NMs and nanoproducts have increased in quantity and volume from few kilograms to thousands of tonnes over the last fifteen to twenty years, and their uncontrolled release into the  environment is anticipated to grow dramatically in future. However, their potential impacts to the biological systems are unknown. Among the key present challenges in the waste management sector include the emergence of nanowastes; however, the effectiveness and the capability of the current systems to handle them are yet to be established. Because of limited studies on nanowastes management, in this paper, threefold objectives are pursued, namely; (i) to raise concerns related to the alarming increases of  uncontrolled releases of NMs into the environment through nanowastes, (ii) examine the unique challenges nanowastes pose to the waste management systems—both from technological and legislative perspectives, and (iii) summarize results of the first nanowastes classification formalism in order to elucidate the potential challenges of waste streams containing nanoscale dimension materials to the present waste management paradigm. Finally, the article closes by summarizing several proactive steps of enhancing effective long-term and responsible management of nanowastes.

INTRODUCTION

Society is now firmly embedded in the nanotechnology age and the past two decades have been  characterized by rapid emergence of nanotechnologically-enabled particles, materials, or products in the marketplace (Feynman, 1991; Ball, 2001). Some of these materials have uncontrollably entered into the biological  systems and the environment though there is limited scientific data on fate, behaviour, and the interactions of nanomaterials (NMs) in such systems (Moore, 2006). Current scientific findings (Colvin, 2003; Hoet et al., 2004; Oberdörster et al., 2005; Moore, 2006; Helland et al., 2007; Kahru and Dubourguier, 2010) show that NMs are not as benign to either humans or other natural biological systems as previously presumed. Examples of the novel applications of NMs include: nanoelectronics, molecular assemblies, tissue engineering, biomedicine, and nanocomposites (Biswas and Wu, 2005; Aitken et al., 2006; Woodrow Wilson International Centre for Scholars, 2008; Nanowerk Nanomaterial Database Inventory, 2009), and the  breadth of their uses is yet to be fully exploited.

چکیده

رشد تاریخی اخیر در توسعه نانومواد (NMs) و نانو محصولات بر پایه ارائه مزایای جدید به جامعه استوار است – از طریق بهره برداری از کاربردهای منحصر به فرد صنعتی و زیست پزشکی مانند تصویربرداری پزشکی، پارچه های نساجی، مهندسی بافت، نانو کامپوزیت ها، و زیست پزشکی. این نانوذرات و نانوذرات در طول 15 تا 15 سال گذشته از حجم و حجم چند کیلوگرم تا هزار تن افزایش یافته و انتشار آنها بدون کنترل به محیط زیست در آینده چشمگیر خواهد بود. با این حال، تاثیر بالقوه آنها در سیستم های بیولوژیکی ناشناخته است. در میان چالش های اصلی در بخش مدیریت زباله شامل ظهور نانوساختارها می شود؛ با این حال، اثربخشی و توانایی سیستم های فعلی برای رسیدگی به آنها هنوز مشخص نشده است. به دلیل مطالعات محدود در مدیریت نانوساختارها، در این مقاله اهداف سه گانه دنبال می شود؛ یعنی؛ (i) افزایش نگرانی های مربوط به افزایش نگران کننده انتشار NM ها به محیط زیست از طریق نانوساختارها، (ii) بررسی چالش های منحصر به فرد نانوسیم ها به سیستم های مدیریت زباله، از دیدگاه های فنی و قانونی، و (iii) خلاصه کردن نتایج از اولین فرمولاسیون طبقه بندی نانوساختاری به منظور کشف چالش های احتمالی جریانهای پساب حاوی مواد بعدی نانومقصی به پارادایم مدیریت زباله حاضر. در نهایت، مقاله با خلاصه کردن چندین مرحله فعال در افزایش مدیریت موثر و بلند مدت نانوساختار، پایان می یابد.

مقدمه

جامعه در حال حاضر به شدت در سن نانو فناوری تعبیه شده است و دو دهه گذشته با ظهور سریع ذرات، مواد یا محصولات نانوتکنولوژی فعال در بازار مشخص شده است (Feynman، 1991؛ Ball، 2001). برخی از این مواد بی نظیر به سیستم های بیولوژیکی و محیط وارد شده اند، هرچند اطلاعات علمی محدودی درباره سرنوشت، رفتار و تعاملات نانومواد (NMs) در چنین سیستمی وجود دارد (مور، 2006). یافته های علمی اخیر (Colvin، 2003؛ Hoet و همکاران، 2004؛ Oberdörster و همکاران، 2005؛ مور، 2006؛ هگلند و همکاران، 2007؛ Kahru و Dubourguier، 2010) نشان می دهد که NMs به عنوان خوش خیم نیست به انسان و یا دیگر سیستم های بیولوژیکی طبیعی که پیشتر فرض شده بود. نمونه هایی از کاربردهای جدید NMs عبارتند از: نانوالکترونیک، مجموعه های مولکولی، مهندسی بافت، بیومدیزین و نانو کامپوزیت ها (Biswas and Wu، 2005؛ Aitken و همکاران، 2006؛ مرکز بین المللی دانش پژوهان وودرو ویلسون، 2008؛ فهرست پایگاه داده نانومواد Nanowerk، 2009 ) و وسعت استفاده آنها هنوز به طور کامل مورد سوء استفاده قرار نگرفته است.

Year: 2011

Publisher : ELSEVIER

By : N. Musee

File Information: English Language/ 17 Page / size: 952 KB

Download

سال : 1390

ناشر : ELSEVIER

کاری از :  N. Musee

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 17 صفحه / حجم : KB 952

لینک دانلود