Pesquisadores testam a capacidade de uma nova nanopartícula para remover a toxicidade do cádmio de um sistema de água doce

НАЗАД В БУДУЩЕЕ. ИТОГИ ГОДА. / BACK TO THE FUTURE. RESULTS OF THE YEAR. (Julho 2019).

Anonim

A nanotecnologia desempenha um papel importante na remoção de substâncias químicas tóxicas encontradas no solo. Atualmente, mais de 70 locais do Superfund da Agência de Proteção Ambiental (EPA) estão usando ou testando nanopartículas para remover ou degradar contaminantes ambientais. Um deles - o ferro de nano-zero-valente - é amplamente utilizado, embora seu efeito sobre os organismos não tenha sido examinado.

Em um experimento recente, uma equipe de cientistas da UC Santa Barbara testou o efeito do ferro nano-valente sulfurado (FeSSi) em uma alga comum de água doce (Chlamydomonas reinhardtii). Eles descobriram que FeSSi pegou cádmio de um meio aquoso e aliviou a toxicidade do cádmio para essa alga por mais de um mês. Seus resultados aparecem na revista ACS Nano.

"No entanto, quando FeSSi estava fazendo o que foi projetado para fazer, descobrimos que era até 10 vezes mais tóxico quando ligado ao cádmio do que sem", disse a autora principal Louise Stevenson, pesquisadora de pós-doutorado no Departamento de Ecologia, Evolução e Fuzileiro Naval da UCSB. Biologia (EEMB). "Os padrões atuais para o que é uma concentração aceitável para usar são baseados em dados da própria partícula não ligada ao contaminante. Nosso trabalho sugere que esses limites permitidos podem potencialmente ser enormes subestimações da toxicidade real."

Para simular um evento de precipitação em que material tóxico do solo lava em uma via fluvial, os pesquisadores dosaram C. reinhardtii com FeSSi com cádmio e esperaram uma hora antes de fazer as medições. Eles descobriram que o material orgânico produzido pelas próprias algas como subproduto da fotossíntese mitigou a toxicidade da FeSSi e permitiu que a nanopartícula remediasse até quatro vezes mais cádmio.

"O material orgânico torna a partícula de FeSSi menos tóxica, o que permite uma maior zona de remediação e aumenta as concentrações de cádmio que podem ser usadas", disse Stevenson. "Isso é interessante porque todo sistema natural contém algum material orgânico. Juntamente com o efeito tóxico das nanopartículas apenas na viabilidade celular, identificamos um feedback importante entre materiais orgânicos produzidos pela própria alga, diminuindo a toxicidade, o que diminui a toxicidade para as algas.

De acordo com Stevenson, os efeitos ambientais da nanotecnologia são muito específicos ao contexto, dificultando as previsões gerais. Assim, a equipe da UCSB projetou um modelo ecológico dinâmico que pode ser usado para extrapolar o que eles testaram empiricamente. Os pesquisadores acumularam dados suficientes para desenvolver uma série de equações para descrever a dinâmica das concentrações testadas.

"Estamos desenvolvendo novas tecnologias mais rapidamente do que podemos prever seu impacto ambiental", observou Stevenson. "Isso torna muito importante projetar experimentos ecologicamente e ambientalmente relevantes, mas também obter dinâmicas que possam ser extrapoladas para outros sistemas."

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