Zilveren nanodeeltjes hebben mogelijk negatieve milieueffecten

Nano particles

Klik op de foto voor een
vermelding van de copyrights


(Center for the Environmental Implications of Nano Technology | vertaling voor Earth Matters door Jacqueline Peters) In experimenten waarin een natuurlijke omgeving werd nagebootst, is door onderzoekers van de Duke University aangetoond dat de zilveren nanodeeltjes die worden toegepast in veel verbruiksartikelen voor consumenten, een nadelig effect hebben op planten en micro-organismen. 50 dagen nadat wetenschappers één lage dosis zilverdeeltjes van nanogrootte hadden aangebracht, werd in de experimentele omgevingen circa een derde minder biomassa geproduceerd in bepaalde planten en microben.

Deze voorlopige bevindingen zijn belangrijk, aldus de onderzoekers, omdat er weinig bekend is over de milieueffecten van nanodeeltjes zilver, die worden aangetroffen in stoffen, kleding, kinderspeelgoed en fopspenen, ontsmettingsmiddelen en tandpasta.

"Niemand weet precies wat de effecten van dergelijke deeltjes zijn op het milieu," aldus Benjamin Colman, postdoctoraal medewerker aan de vakgroep Biologie van de Duke University, en lid van het Center for the Environmental Implications of Nanotechnology (CEINT, centrum voor milieueffecten van nanotechnologie).

"Ons doel is het verzamelen van data op grond waarvan wetgevende instanties kunnen vaststellen welke risico’s er voor het milieu ontstaan door de blootstelling aan nanodeeltjes zilver", aldus Colman. Het onderzoek van CEINT wordt gefinancierd door de National Science Foundation en de Environmental Protection Agency (EPA, Amerikaans agentschap voor milieubescherming).

Bij eerdere onderzoeken werd gewerkt met hoge concentraties van de nanodeeltjes in een laboratoriumomgeving, wat, zoals de onderzoekers benadrukken, geen realistisch beeld geeft van de omstandigheden in de "echte wereld".

"Resultaten uit laboratoriumonderzoek zijn moeilijk te extrapoleren naar ecosystemen, welke waarschijnlijk worden blootgesteld aan lagere concentraties, en waarin talrijke verschillende organismen voorkomen", aldus Colman.

Nanozilverdeeltjes worden toegepast in consumentenartikelen vanwege hun bacteriedodende werking, en vanwege de eigenschap dat deze ongewenste luchtjes tegenhouden. Ze werken op vele verschillende manieren, bijvoorbeeld door vrije zuurstofradicalen af te geven, die het DNA van microbische membranen kunnen beschadigen zonder dat dit schade toebrengt aan menselijke cellen.

De belangrijkste manier waarop deze deeltjes het milieu binnenkomen, is als bijproduct van rioolzuiveringsinstallaties. De nanodeeltjes zijn te klein om uitgefilterd te worden, dus deze belanden samen met andere materialen in het resulterende afvalproduct van de waterbehandeling, het slib of de “slurrie”, die vervolgens over het landoppervlak wordt verspreid als bemesting.

Voor hun onderzoek hebben de onderzoekers mesocosmos-structuren gecreëerd. Dit zijn kleine, kunstmatig vervaardigde structuren die verschillende planten en micro-organismen bevatten die het natuurlijke milieu moeten nabootsen. In enkele van de mesocosmos-structuren brachten de onderzoekers slurrie aan met een laag gehalte aan nanozilverdeeltjes, om vervolgens na 50 dagen de planten en micro-organismen uit behandelde en niet-behandelde mesocosmos-structuren met elkaar te vergelijken.

Wat de onderzoekers constateerden, was dat een van de bestudeerde planten, een veel voorkomende eenjarige grassoort, genaamd Microstegium vimeneum, 32 procent minder biomassa bezat in de mesocosmos-structuren die met de nanodeeltjes waren behandeld. Ook microben werden door de nanodeeltjes beïnvloed, aldus Colman. Een bepaald enzym dat betrokken is bij de afhandeling door microben van externe drukfactoren vertoonde 52 procent minder activiteit, terwijl een ander enzym dat processen binnen de cel helpt te reguleren 27 procent minder actief was. De algehele biomassa van de microben was ook 35 procent lager, zei hij.

"Uit ons veldonderzoek is gebleken dat planten en micro-organismen negatieve reacties vertonen na een enkele lage dosis nanozilverdeeltjes, toegediend in de vorm van een biostof," aldus Colman. "Naar schatting 60 procent van de gemiddelde 5,6 miljoen ton aan biostoffen die elk jaar worden geproduceerd, wordt om diverse redenen over het land verspreid, en deze handelswijze vormt een belangrijke en nog niet in voldoende mate bestudeerde route van blootstelling van natuurlijke ecosystemen aan gefabriceerde nanodeeltjes."

"Uit onze resultaten blijkt dat nanozilverdeeltjes in de biostoffen, toegevoegd in een realistisch te verwachten concentratie, impact hebben op ecosysteemniveau," aldus Colman. "Met name de nanodeeltjes leidden tot meer fluctuaties in het nitraatoxidegehalte, veranderingen

in de samenstelling van de microbische gemeenschap, biomassa, en extracellulaire enzymactiviteit, evenals soortgebonden effecten op de bovengrondse vegetatie."

De onderzoekers zijn van plan om de langetermijneffecten van nanozilverdeeltjes te blijven bestuderen, en om een ander nanodeeltje te gaan onderzoeken dat alom tegenwoordig is - titaniumdioxide.

Dit onderzoek verscheen 27 februari online in de publicatie PLOS One. De overige teamleden waren:

  • Christina Arnaout, Claudia Gunsch, Curtis Richardson, Emily Bernhardt, Bonnie McGill en Justin Wright van de Duke University;
  • Sarah Anciaux van het Coe College, Iowa; Michael Hochella en Bojeong Kim van Virginia Tech University; Gregory Lowry en Brian C. Reinsch van de Carnegie Mellon University, Pittsburgh;
  • Jason Unrine van de University of Kentucky; en Liyan Yin van de Wuhan Botanical Garden, China.

Bron: www.ceint.duke.edu


Geplaatst door Redactie Earth Matters




Laatste artikelen in deze categorie


Lees alle artikelen in deze categorie


Dit artikel delen





Print artikelArtikel als PDF

Tip iemand over dit artikel:


Quote

Je moet dingen van jezelf verwachten voor je ze kunt doen.

Michael Jordan, Amerikaans basketballer











Bij de verkeerde Earth Matters belandt? Klik op onderstaand logo om naar Earth Events te gaan.