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Ecotoxicity of metal nanoparticles in soils

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Les nanoparticules et les vers de terre

Bien que de nombreuses études abordent la toxicité potentielle des nanoparticules (NP) sur l'homme, d'importantes questions restent en suspens quant au sort des NP dans le sol. Une nouvelle recherche met en lumière les facteurs touchant la biodisponibilité et la toxicité pour les organismes vivant dans le sol.

Santé

Les NP sont de minuscules pièces de matériaux mesurant moins de 100 nanomètres. Elles possèdent des zones de surface très grandes comparées à leur volume, ce qui les rend très réactives comparé à leur équivalent en masse des mêmes matériaux. Les mêmes qualités qui les rendent si désirables pour de nouvelles applications génèrent également d'importantes interrogations sur leur réactivité avec les gens et l'environnement. Les NP métalliques sont de plus en plus courantes dans de nombreux produits et sont détectées dans l'environnement. Le projet NANO-ECOTOXICITY («Ecotoxicity of metal nanoparticles in soils»), financé par l'UE, a été mis en place pour étudier les questions spécifiques de toxicité des NP aux organismes vivant dans le sol, un sujet rarement abordé. Les chercheurs ont choisi deux NP avec différents dynamismes cinétiques, à savoir l'oxyde de zinc (ZnO) et l'argent (Ag). Ils ont varié le type de sol pour évaluer les effets du pH sur la toxicité et le temps d'incubation du sol (en semaine ou une année) pour étudier les effets de vieillissement. Un organisme du sol, le ver de terre Eisenia andrei, a servi de cas type. Les scientifiques ont étudié le taux d'absorption et les différentes voies et ont évalué la distribution interne et la spéciation via l'évaluation du tissu sectionné, ainsi que la croissance et la reproduction. La biodisponibilité et la toxicité du ZnO étaient très affectées par le pH du sol suite aux effets relatifs aux propriétés des particules et à leur sort. De façon intéressante, malgré une faible accumulation de Zn dans les tissus des vers de terre exposés au Zn ionique comparé au nanoZnO, les vers de terre exposés au Zn ionique ont présenté une plus grande toxicité. Dans des résultats similaires, les vers de terre exposés à des NP recouverts d'Ag et sans revêtement d'Ag ont accumulé de l'Ag dans des concentrations de tissus supérieures à la masse corporelle critique établie pour les ions Ag mais sans subir la même toxicité. Quant aux voies d'exposition, les NP sont plutôt ingérées qu'absorbées à travers la peau comme le sont les formes ioniques des éléments traces. Enfin, la toxicité associée aux NP d'argent a augmenté avec un temps d'incubation du sol sur un an, suggérant que les tests standard couvrant quatre semaines d'exposition ne reflètent pas le risque de NP de façon précise. Les NP sont de plus en plus utilisées dans des produits et, par conséquent, de plus en plus présentes dans l'environnement. NANO-ECOTOXICITY a abordé un aspect important quoique négligé de la toxicité dans les sols à l'aide d'études sur les effets des NP sur les vers de terre. Les résultats contribueront de façon importante à la normalisation des tests pour une évaluation détaillée du risque de NP et de toxicité.

Mots‑clés

Toxicité, nanoparticules, NP, sol, ZnO, Ag, pH

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