science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Hoe beïnvloeden nanodeeltjes onze omgeving en ons?

We zien een toenemende beschikbaarheid van nanodeeltjes bevattende producten op de markt. Tijdens de productie, gebruik en verwijdering ze beïnvloeden zowel ons milieu als ons. Soms zijn de interacties opmerkelijk.

In het jonge nano-ecotoxicologieveld evalueren onderzoekers zoals Dr. Irina Blinova en collega's van het National Institute of Chemical Physics and Biophysics in Estland de interactie van nanodeeltjes (NP's) met hun omgeving. ZnO NP's zijn te vinden in verven en producten voor persoonlijke verzorging en CuO NP's is aanwezig in fotovoltaïsche cellen, gassensoren en andere producten op de markt. Dit betekent dat er een toenemend risico is dat NP's het natuurlijke water verontreinigen. De Estse onderzoekers ontdekten dat natuurlijk water een verrassend potentieel heeft om de toxische effecten van CuO NP's (maar niet ZnO NP's) op schaaldieren te verminderen. Het potentieel was voornamelijk afhankelijk van de concentratie opgeloste organische koolstof in het water. De toxische effecten waren voornamelijk te wijten aan opgeloste metaalionen en de vermindering van het toxische effect was tot 140-voudig.

Priyanka Gajjar en collega's van de Utah State University bestudeerden ook CuO- en ZnO-NP's, maar ze wilden weten of deze metaalbevattende NP's en Ag NP's gevaarlijk waren voor nuttige bodemmicro-organismen. Deze micro-organismen zijn belangrijk bij de plantengroei en de afbraak van verontreinigende stoffen. Zowel CuO- als Ag-NP's doodden de micro-organismen, terwijl de ZnO-NP's de groei en reproductie van micro-organismen remden. Bulkmateriaal vertoonde geen toxiciteit voor micro-organismen. Dat deed de onderzoekers aannemen dat het toxische effect van NP's op micro-organismen zou kunnen worden verminderd in NP-aggregatie, waardoor ze groter zouden worden.

Ag NP's stonden ook in de belangstelling toen Dr. Enda Cummins van het UCD Institute of Food and Health in Ierland de milieu- en gezondheidsrisico's van nanomaterialen inventariseerde. Hij concludeerde, bijvoorbeeld, dat de exotoxicologische risicorangschikkingen voor Ag- en TiO2-NP's, veroorzaakt door hun introductie in oppervlaktewateren, matig tot zeer zorgwekkend waren. “We hebben een risicorangschikkingsbenadering gebruikt om een ​​vergelijking tussen verschillende nanomaterialen te vergemakkelijken. Vanwege de vele onzekerheden in de huidige gegevens kunnen we geen exacte voorspellingen doen over waarschijnlijke milieuconcentraties, maar we kunnen een relatieve vergelijking tussen materialen maken. Dit vergemakkelijkt een prioritering van nanomaterialen vanuit een toxicologische en ecotoxicologische basis, terwijl kritieke lacunes in de gegevens worden geïdentificeerd. We dachten dat het hoogste blootstellingsrisico zou zijn van mogelijke nanomaterialen in de lucht, maar we ontdekten dat de hoogste rang van oppervlaktewater was. Onze volgende stap is om de vele lacunes in de gegevens op te vullen.”

Dr. Anne Kahru van het National Institute of Chemical Physics and Biophysics in Estland en Henri-Charles Dubourguier van het Institut Supérieur d'Agriculture in Frankrijk identificeerden in 2009 de meest schadelijke NP's en meest gevoelige organismegroepen door evaluatie van bestaande informatie over de toxiciteit van NP's bij verschillende soorten. De opgenomen organismen waren bacteriën, algen, schaaldieren, nematoden, gisten, vis, en ciliaten. Ze staan ​​voor primaire voedselketenniveaus. De geëvalueerde NP's waren TiO2, CuO, MWCN's, SWCNT's, C60-fullerenen, ZnO en Ag. De laatste twee werden geclassificeerd als extreem toxisch (L(E)C50 <0,1 mg/l), terwijl C60 fullerenen en CuO zeer giftig waren, (L(E)C50 0,1-1 mg/l). SWCNT's en MWCNT's waren toxisch (L(E)C50 1-10 mg/l). Het laagste toxische effect had TiO2 geclassificeerd als schadelijk (L(E)C50 10-100 mg/l). De onderzoekers concluderen dat de kwantitatieve nano-ecotoxicologische gegevens nog schaars zijn.

Er blijven veel vragen over de gevolgen voor het milieu van de introductie van NP's terwijl we NP-bevattende producten blijven gebruiken.