Realistyczna ocena ekotoksyczności nanocząsteczek
Nanotechnologia, nauka zajmująca się materią w bardzo małej skali, zmieniła produkty i procesy w dziedzinach od elektroniki konsumenckiej przez energię po kosmetyki. Jednak właśnie te właściwości, które zapewniają nanomateriałom unikalność i przydatność w zmodyfikowanych urządzeniach – w dużej mierze związane z chemiczną reaktywnością i oddziaływaniem elektrycznym i magnetycznym – mogą powodować ekotoksyczność we wrażliwych ekosystemach mikroorganizmów w wodzie i glebie. Naukowcy spróbowali odpowiedzieć na potrzebę bardziej realistycznej oceny zagrożeń i ryzyka związanego z oddziaływaniem modyfikowanych nanocząsteczek, korzystając ze wsparcia w ramach projektu MICRONANOTOX (Microbial community nano-ecotoxicology: interplay between effects on structure and the consequent effects on function). Wybrali dwie najważniejsze, komercyjnie produkowane nanocząsteczki srebra i tlenku cynku i zbadali ich oddziaływanie w stężeniach istotnych dla środowiska. Zwrócono uwagę także na sposób, w jaki na te produkowane nanocząsteczki wpływają na ich środowiska poprzez interakcje mogące modyfikować strukturę lub właściwości tych nanocząsteczek. Badania podkreśliły trudność w mierzeniu i analizowaniu długofalowego oddziaływania nanocząsteczek na populacje mikroorganizmów w środowiskach wodnych z powodu niewystarczającej czułości powszechnych metod analitycznych. Pomiary w glebie utrudniała zaś duża ilość naturalnie występujących cząsteczek. Zespołowi udało się zaobserwować interakcje między populacjami mikroorganizmów a modyfikowanymi nanocząsteczkami. Na przykład, mikroorganizmy wydzielały substancje prowadzące do tworzenia się tak zwanych eko-koron naturalnych organicznych makromolekuł wokół nanocząsteczek. Naukowcy zastosowali również uznaną, niezależną od namnażania metodę znakowania zbiorowisk mikroorganizmów nazywaną metodą końcowego polimorfizmu długości fragmentów restrykcyjnych. Odkryli oni, że pomiar różnorodności biologicznej w lądowym i wodnym środowisku zbiorowisk mikroorganizmów nie był przystosowany do wykrywania powodowanego przez nanocząsteczki stresu przy niskich stężeniach nanocząsteczek. Ponieważ efekty w czasie były ważniejsze niż te związane ze stresem, utrudniało to rozróżnienie oddziaływań nanocząsteczek związanych ze stresem i oddziaływań związanych z czasem czynników innych niż nanocząsteczki podczas ekspozycji długookresowych. Projekt przyczynił się do zaspokojenia potrzeby bardziej realistycznych środowiskowych ocen zagrożenia i ryzyka niesionego przez nanocząsteczki dla zbiorowisk mikroorganizmów, w dużej mierze wytyczając ścieżkę przyszłych badań. Oprócz trudności technicznych związanych z obecnymi metodami analitycznymi przyszłe badania muszą uwzględniać interakcje między nanocząsteczkami metali a mikroorganizmami, ponieważ mikroorganizmy mogą silnie wpływać na właściwości nanocząsteczek.
Słowa kluczowe
Ekotoksyczność, nanocząsteczki, nanotechnologia, mikroorganizmy, ekosystemy
