De op de Bren School gebaseerde auteurs van een studie die op 20 januari in het tijdschrift is gepubliceerd PLoS ONE hebben toxiciteit voor mariene organismen waargenomen als gevolg van blootstelling aan een nanodeeltje waarvan niet eerder was aangetoond dat het giftig was onder vergelijkbare omstandigheden.

Hoofdauteur en assistent-onderzoeksbioloog Robert Miller en co-auteurs Arturo Keller en Hunter Lenihan - beide Bren School-hoogleraren en hoofdwetenschappers van het UC Center for Environmental Implications of Nanotechnology (UC CEIN) - Bren PhD-student Samuel Bennett, en Scott Pease, een voormalige UCSB-student en huidige afgestudeerde student in volksgezondheid aan de Universiteit van Washington, ontdekte dat de nanodeeltjesvorm van titaniumdioxide (TiO ₂ ) blootgesteld aan ultraviolette straling (UVR) kan giftig zijn voor mariene organismen.

"Toepassing van nanomaterialen in consumentenproducten en productie neemt snel toe, maar er is bezorgdheid dat deze materialen, inclusief nanodeeltjes, kan schadelijk zijn voor het milieu, ", zegt Miller. "De oceanen lopen het grootste risico, omdat afvalwater en fabriekslozingen daar uiteindelijk terechtkomen.”

Nano-titaniumdioxide is zeer reactief op zonlicht en andere vormen van ultraviolette straling (UVR), de auteurs schrijven, toevoegen dat TiO ₂ de eigenschap van het genereren van reactieve zuurstofsoorten (ROS) bij blootstelling aan UVR, maakt het nuttig in antibacteriële coatings en desinfectie van afvalwater, en potentieel waardevol als middel tegen kanker.

Tot nu, ze zeggen, geen enkel onderzoek heeft aangetoond dat fotoactiviteit de milieutoxiciteit van TiO . veroorzaakt ₂ onder natuurlijke niveaus van UVR.

"Eerdere experimenten hebben gesuggereerd dat TiO ₂ heeft geen invloed op waterorganismen, maar deze experimenten gebruikten kunstlicht dat veel lagere niveaus van UVR genereerde dan zonlicht, Miller legt uit. "In deze nieuwe experimenten, we gebruikten lampen die natuurlijk zonlicht simuleerden."

Maar nu, de auteurs zeggen, "We laten zien dat relatief lage niveaus van ultraviolet licht, overeenkomen met die in de natuur, kan toxiciteit van TiO . induceren ₂ nanodeeltjes tot marien fytoplankton, de belangrijkste primaire producenten op aarde.

"Zonder blootstelling aan UVR, de TiO ₂ had geen effect op fytoplankton, maar onder lage intensiteit UVR, ROS in zeewater nam toe met toenemende concentraties nano-TiO ₂ ."

De zorg is dat stijgende concentraties van nano-TiO ₂ "kan leiden tot verhoogde algehele oxidatieve stress in zeewater dat is verontreinigd met TiO ₂ , en verminderde veerkracht van mariene ecosystemen veroorzaken."

De auteurs suggereren, daarom, dat blootstelling aan UVR moet worden overwogen bij het uitvoeren van experimenten om de ecotoxiciteit van nanomaterialen met fotoactief potentieel te bepalen.