Nano-kristallin titandioxid blandas idag in i betong for att åstadkomma en miljövänlig betong med luftrenande egenskaper genom en fotokatalytisk syntes där kväveoxider i luften bryts ner. Därför är det viktigt att säkerställa att sådan inblandning av titandioxid inte orsakar några nya okända negativa sidoeffekter. Syftet med denna rapport är alltså att klargöra ifall nano-partiklar (NP) från betong som innehåller titandioxid, s.k. fotokatalytisk betong, är farligare än NP som genereras från annan betong, men också försöka dra en slutsats ifall NP av titandioxid är mer toxiska än motsvarande större titandioxidpartiklar i mikrometerstorlek, s.k. "fina partiklar" (FP). En litteraturstudie av aktuella vetenskapliga artiklar som redogör för skillnader i toxicitet mellan mycket små (nano-) och små (mikro-) titandioxidpartiklar har genomförts. Artiklar med specifik information angående hur NP av titandioxid påverkar levande vävnad, in vivo (latin för "i den levande kroppen") och in vitro (latin för ”i glas[kärl]"), har gåtts igenom. Den huvudsakliga exponeringen från små partiklar på människokroppen sker genom inandning av luft varvid lungorna utsätts för dessa partiklar. Därför är det i huvudsak artiklar som behandlar växelverkan mellan lungceller och partiklar som har studerats. Genomgången av litteraturen visar att partikelstorlek, agglomerationstillstånd, kristallstruktur, ytreaktivitet, exponeringsdos, exponeringsmetod, exponeringstid, typ av försöksdjur eller cell, spelar alla en roll för resultatet av de olika studierna. Inledningsvis visade denna litteraturstudie på en del motsägelsefulla resultat avseende toxisk påverkan pga. partikelstorlek och/eller yt-area. Men vid noggrannare granskning av sådana studier ser man att det ofta skiljer i partikelstorlek, kristallstruktur, undersökningsmetod etc., vilket givetvis har stor betydelse för resultaten. Till exempel demonstrerar många artiklar en större inflammatorisk respons för NP än för FP vid exponering av samma massa, men vid exponering av samma specifika yta uppvisar inte NP eller FP någon skillnad i toxicitet. Vidare, när det gäller kristallform; anatas eller rutil, visar de flesta artiklarna på en större toxisk inverkan från anatas än från rutil, medan andra visar på än större toxicitet för pulver med en blandad sammansättning än ananatas-och rutilpartiklar. Av stor betydelse för korrekta slutsatser i de olika studierna är att forskarna genomför en noggrann fysikalisk-kemisk karakterisering av de ingående materialen i studierna som t.ex. förekomst av ytbeläggningar, zeta-potential och agg|omerationstillstånd. Delrapport 4 i projektet: TiOfield: undersökning om partikelemissioner i trafikmiljö http://vpp.sbuf.se/Public/Documents/ProjectDocuments/5bfa6fc5-571b-4d96-805f-d9be728e66b6/FinalReport/SBUF%2012461%20Slutrapport%20TiOfield%20-%20undersökning%20om%20partikelemissioner%20i%20trafikmiljö.pdf

Nano-crystalline titanium dioxide is mixed into concrete in order to reduce nitrogen-oxides in urban areas, due to its photocatalytic activation of ultraviolet light. Therefore, it is important to make sure that such additions of titanic nanoparticles will not cause any negative side-effects, if any, such as an increase in epidemiological harm. Accordingly, the objective of this report is to answer whether generated nanoparticles (NPs) from concrete containing titania, i.e. photocatalytic concrete, is more toxic than corresponding NPs from conventional concrete, and beside this, deduce whether titania NPs in general are more toxic compared to corresponding fine particles (FP) of titania. A state-of-the-art review is conducted, basically based on papers dealing with how micro- and nanoparticles of TiO2 affect biological systems and on papers with explicit information of nano-sized TiO2 when exposed to living tissue, in vivo or in vitro'. The primary route for body exposure to airborne particles is by inhalation, although ingestion and dermal penetration are also possible routes for NPs to enter the body. Therefore primarily papers concerning lung cell interaction with TiO2 NPs are reviewed. From the literature it is highlighted that the particle size, agglomeration state, crystallinity, surface reactivity, dose, exposure route, experiment duration, species or cells used all play a role in titanium dioxide toxicity. Initially, contradicting facts were found regarding the influence of particle size and surface area on the toxicity of TiO2 NPs. However, on closer inspection it was found that such contradicting results most probably may be explained by differences in particle sizes, crystal shape, dosages, methods etc., in the experimental setups. For example, in many papers NPs seem to induce higher inflammatory response at equivalent mass dose exposure of fine and ultrafine particles but at the same surface area no differences are found between NP and FP toxicity. Likewise, regarding crystal form, in most papers the anatase crystal form seems to be more potent in causing inflammation in cells and animals (guinea-pigs) than the rutile crystal form, whereas a combination of these two phases occasionally seems to be even more potent than the anatase phase alone. Therefore, of great importance for correct interpretation of the results is the physicochemical characterization of the particles such as coatings applied at the surface, the z-potential and the agglomeration grade.