De onderzoekers van Queen hebben ontdekt dat nanodeeltjes, die nu in alles aanwezig zijn, van sokken tot saladedressing en zonnebrandolie, onherstelbare schadelijke effecten kunnen hebben op bodemsystemen en het milieu.

"Er worden nu elk jaar miljoenen tonnen nanodeeltjes geproduceerd, waaronder zilveren nanodeeltjes die populair zijn als antibacteriële middelen, " zegt Virginia Walker, een professor in de afdeling Biologie. "We begonnen ons af te vragen wat de impact van al deze nanodeeltjes zou kunnen zijn op het milieu, vooral op de grond."

Het team verwierf een bodemmonster uit het noordpoolgebied als onderdeel van hun betrokkenheid bij het International Polar Year-initiatief. De grond was afkomstig van een afgelegen Arctische locatie, omdat ze van mening waren dat deze grond de grootste kans had om niet te worden verontreinigd door nanodeeltjes.

"We hadden niet gedacht dat we veel impact zouden zien, maar in plaats daarvan geven onze resultaten aan dat zilveren nanodeeltjes kunnen worden geclassificeerd als zeer giftig voor microbiële gemeenschappen. Dit is vooral zorgwekkend als je kijkt naar de kwetsbaarheid van het arctische ecosysteem."

Dr. Walker merkte verder op dat hoewel technologische vooruitgang belangrijk is, de wereld heeft een geschiedenis van het verwelkomen van innovaties voordat ze nadenken over hun impact op het milieu. Voorbeelden zijn de ontdekking van het insecticide DDT, het gebruik van het medicijn thalidomide tijdens de zwangerschap en het wijdverbreide gebruik van synthetische meststoffen.

De onderzoekers onderzochten eerst de inheemse microbe-gemeenschappen die in de niet-verontreinigde bodemmonsters leefden voordat ze drie verschillende soorten nanodeeltjes toevoegden, inclusief zilver. De grondmonsters werden vervolgens zes maanden met rust gelaten om te zien hoe de toevoeging van de nanodeeltjes de microbe-gemeenschappen beïnvloedde. Wat de onderzoekers vonden was zowel opmerkelijk als zorgwekkend.

De oorspronkelijke analyse van de niet-verontreinigde grond had een nuttige microbe geïdentificeerd die helpt bij het binden van stikstof aan planten. Omdat planten zelf geen stikstof kunnen binden en stikstofbinding essentieel is voor plantenvoeding, de aanwezigheid van deze specifieke microben in de bodem is van vitaal belang voor de plantengroei. De analyse van het bodemmonster zes maanden na de toevoeging van de zilveren nanodeeltjes toonde aan dat er verwaarloosbare hoeveelheden van de belangrijke stikstofbindende soorten overbleven en laboratoriumexperimenten toonden aan dat ze meer dan een miljoen keer vatbaar waren voor zilveren nanodeeltjes dan andere soorten.

Deze baanbrekende bevindingen van Queen's onderzoekers Niraj Kumar en Virginia Walker en Dowling College's Vishal Shah zijn vandaag gepubliceerd in de Tijdschrift voor gevaarlijke stoffen , het hoogste tijdschrift op het gebied van civiele techniek.