Dostęp do produktów zawierających różne nanocząsteczki staje się coraz powszechniejszy. Zarówno w procesie produkcji, jak podczas używania i rozkładu zawarte w tych produktach nanocząsteczki wpływają na stan środowiska, w którym  żyjemy, a także - w konsekwencji - na nas samych. W niektórych przypadkach wpływ ten jest znaczący.
Na polu stosunkowo młodej dziedziny badań, za jaką należy uznać nanotoksykologię, badacze tacy jak dr Irina Blinova oraz jej współpracownicy z estońskiego Narodowego Instytutu Fizyki Chemicznej i Biofizyki (Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut, KBFI) zajmują się oceną wzajemnych interakcji nanocząsteczek i środowiska.

Nanocząsteczki tlenku cynku (ZnO) można znaleźć między innymi w farbach i kosmetykach, a nanocząsteczki tlenku miedzi (CuO) obecne są w ogniwach fotowoltaicznych, czujnikach gazu i innych powszechnie dostępnych produktach. Zachodzi więc coraz poważniejsze ryzyko, że nanocząsteczki tych związków chemicznych mogą doprowadzić na przykład do skażenia wód.

Estońskim naukowcom udało się ustalić, że wody naturalne cechuje zaskakujący potencjał ograniczania toksycznego wpływu nanocząsteczek CuO na żyjące w nich skorupiaki (nie dotyczy to jednak nanocząsteczek ZnO), zależny przede wszystkim od stężenia w wodzie rozpuszczonego węgla organicznego. Toksyczność związana była głównie z obecnością w wodzie jonów metali, a odnotowany spadek toksyczności był nawet ponad 140-krotny.

Priyanka Gajjar wraz ze współpracownikami z Utah State University również prowadzili badania nad nanocząsteczkami CuO i ZnO, ale zajmowali się tym razem poszukiwaniem odpowiedzi na pytanie, czy nanocząsteczki wspomnianych związków metali i nanocząsteczki srebra (Ag) mogą być niebezpieczne dla pożytecznych mikroorganizmów glebowych. Wiele z tych mikroorganizmów jest istotnych dla prawidłowego wzrostu roślin, a także bierze udział w biodegradacji zanieczyszczeń. Zarówno nanocząsteczki CuO, jak i  Ag okazały się zabójcze dla glebowych mikroorganizmów, podczas gdy nanocząsteczki ZnO powodowały zatrzymanie ich wzrostu i obniżenie zdolności reprodukcyjnych. Materiał sypki nie wykazywał właściwości toksycznych dla mikroorganizmów, co pozwoliło naukowcom wysnuć wniosek, że można by obniżyć toksyczność nanocząsteczek poprzez ich agregację, co sprawia, że cząstki stają się po prostu większe.

Nanocząsteczki srebra znalazły się w centrum zainteresowania, gdy dr Enda Cummis z irlandzkiego UCD Instutute of Food and Health uporządkował nanomateriały według stopnia związanego z nimi ryzyka dla środowiska i zdrowia ludzkiego. Dr Cummis utrzymuje, że stopień ryzyka ekotoksykologicznego związanego z wprowadzaniem nanocząsteczek Ag i TiO2 do wód powierzchniowych można oceniać jako umiarkowany do wysokiego. "Wykorzystaliśmy podejście oparte na szacowaniu poziomu ryzyka, by umożliwić porównanie pod tym względem różnych nonomateriałów. W związku z tym, że aktualnie dostępne wyniki badań nadal wzbudzają wiele wątpliwości, nie jest możliwe precyzyjne przewidywanie jakie stężenie nanoczasteczek w środowisku należy uznać za niebezpieczne, ale jesteśmy w stanie dokonać względnych porównań między ich poszczególnymi rodzajami. To ułatwia ustalanie priorytetów na podstawie analizy toksykologicznych i ekotoksykologicznych właściwości nanomateriałów i rozpoznawanie kluczowych luk w wynikach badań. Sądziliśmy dotychczas, że największe ryzyko wiąże się z ekspozycją na ewentualne nanocząsteczki rozpylone w powietrzu, ale udało się ustalić, że najwyższe ryzyko jest związane z wodami powierzchniowymi. Następnym krokiem jest uzupełnienie luk w wynikach badań."

Dr Anne Kahru z KBFI i dr Henri-Charles Dubourguier z francuskiego Institut Supérieur d'Agriculture w 2009 roku zidentyfikowali najbardziej niebezpieczne nanocząsteczki i grupy organizmów najbardziej wrażliwe na ich działanie. Dokonali tego na drodze przeglądu dostępnych doniesień naukowych pod kątem toksyczności nanocząsteczek dla poszczególnych gatunków, w tym bakterii, glonów, skorupiaków, nicieni, drożdży, orzęsków i ryb. Organizmy te stanowią najczęściej pierwsze ogniwa łańcucha pokarmowego. Do grupy ocenianych nanocząsteczek należały TiO2, CuO, MWCN, SWCNT (nanorurki), fullereny C60, ZnO i Ag. Dwie ostatnie nanocząsteczki zostały określone jako skrajnie toksyczne (L(E)C50<0.1mg/l), fullereny C60 i CuO jako w wysokim stopniu toksyczne (L(E)C50 0.1-1mg/l), SWCNT and MWCNT jako toksyczne (L(E)C50 1-10mg/l). Najniższą toksycznością, określaną jako szkodliwą, cechowały się nanocząsteczki TiO2 (L(E)C50 10-100mg/l). Naukowcy wnioskują w związku z tym, że ilościowe dane nanoekotoksykologiczne stanowią podstawę do niepokoju. Na odpowiedź czeka jeszcze wiele pytań związanych z konsekwencjami wprowadzania nanocząsteczek do środowiska, a mimo to kontynuujemy używanie wielu zawierających je  produktów.

[Tłum. C. O. Reless]

Źródło:
How do nanoparticles impact our environment and us?