Undersøgelse undersøger, hvordan nanopartikler påvirker marine organismer

(PhysOrg.com) -- Når nanopartikler fra forbrugerprodukter siver ud i havet, de kan skade østers og muslinger.

Fremstillede nanomaterialer kan findes i så forskellige applikationer som elektronik, kosmetik, maling, og endda medicin, men deres virkninger på miljøet forbliver stort set ukendte. I en ny laboratorieundersøgelse, Forskere har fundet ud af, at saltvandsøsters og muslinger optager og tilbageholder betydelige mængder af fremstillede nanopartikler fra havvand i klumper af såkaldt "marin sne".

"Nanomaterialer bliver brugt i stigende mængder, og det er sandsynligt, at de bliver frigivet i stigende mængder til miljøet, inklusive havet, siger Evan Ward, professor i havvidenskab ved UConns Avery Point campus. "Når vi udvikler disse teknologier, vi skal være forsigtige, vi skal vide, hvor partiklerne er på vej hen, og vi skal vide, hvordan de påvirker marine organismer."

Nanopartikler er små udgaver af almindelige materialer, der har en diameter på mindre end 100 nanometer, eller omkring fire milliontedele af en tomme. Deres lillehed giver dem egenskaber, som partikler af normal størrelse ikke har:f.eks. deres store overflade i forhold til deres størrelse gør dem stærkere, lettere, og mere reflekterende, hvilket gør dem ideelle til at forstærke metaller, øge SPF i din solcreme, og producere maling, der forbedrer dit hjems energieffektivitet.

Nogle videnskabsmænd, imidlertid, er bekymrede for, at netop disse egenskaber også kan gøre fremstillede nanopartikler farlige. Når produkter nedbrydes på lossepladser, nanopartikler kan skylle væk i jord, vandveje, og havet, potentielt skaber farer for dyr og planter.

"Nogle materialer, som man ville antage er sikre, kan faktisk forårsage skade på celler i deres 'nano'-form, " siger Ward.

Ward studerer østersens miljøfysiologi, muslinger, og deres pårørende, som bruger deres gæller som specialiserede filtre til at optage mad fra havvand. Selvom nanopartikler i sig selv er for små til at blive fanget i store mængder, Wards undersøgelse fokuserede på, hvordan de toskalledes foderøkologi påvirkede deres optagelseshastighed.

"I vores undersøgelse, vi tog højde for, hvordan nanopartikler sandsynligvis vil blive leveret til dyrene i det naturlige miljø, " han siger. "Vi spurgte, "Hvilke omgivelser vil de blive udsat for disse partikler i?"

Materialer findes sjældent som individuelle partikler i havet, siger Ward; i stedet, havstrømme binder partikler og klæbrigt organisk materiale op til aggregater, som forskerne kalder "marin sne". Disse tilslag synker derefter til bunden, hvor filterfødere som toskallede indtager dem.

I deres papir, udgivet i Havmiljøforskning , Ward og medforfatter Dustin Kach, en tidligere UConn kandidatstuderende, brugt naturligt havvand til at producere marin sne, der indeholdt fluorescerende mærkede polystyren nanopartikler. De udsatte derefter østers og muslinger indsamlet fra Long Island Sound for dette snefyldte havvand.

Forskerne fandt ud af, at nanopartikler blev optaget i meget større mængder, når de muslinger blev udsat for marin sne. Men de fandt også ud af, at når de blev filtreret fra marine sne, nanopartikler forblev i de toskallede kroppe i meget længere tid, end man ville forvente for ikke-ernæringsmæssige materialer:op til tre dage.

Ward har mistanke om, at partiklerne bliver behandlet som mad af dyrene, og bliver optaget i deres fordøjelsesceller. Dette kan være særligt farligt, han siger, da små nanopartikler kan omgå levende cellers naturlige forsvar.

"På grund af deres høje overfladeareal, fremstillede nanopartikler kan fjerne elektroner fra andre forbindelser og skabe frie radikaler, " han siger. "Partikler som disse kan forårsage kaos i celler."

Ward ser sit arbejde som et første skridt i at forstå de potentielle problemer forbundet med fremstillede nanopartikler. Han understreger, at der er behov for yderligere arbejde for at bestemme mængden af ​​fremstillede nanopartikler i havvand og deres niveauer af giftighed for levende ting.

"Lige nu er der få teknikker til at identificere fremstillede nanomaterialer i det naturlige miljø, fordi de er så forbandet små, " han siger. "Med disse undersøgelser, vi håber at demonstrere potentielle problemer for at holde trit med brugen af ​​nanomaterialer. Så når teknikker er tilgængelige til at prøve dem i naturen, vi vil være parate til at sige, om vi skal være bekymrede eller ej."