Hvordan reagerer grønne alger på kulstofnanorør?

Nanopartikler såsom carbon nanorør (CNT), som findes i et stadigt stigende antal produkter, ender oftere og oftere i vores omgivelser. Om og hvordan de påvirker akvatiske økosystemer er spørgsmål, der stadig er ubesvarede. En Empa-undersøgelse viser, at mens CNT'er ikke har toksiske virkninger på grønne alger, hæmmer de dens vækst ved at fratage planten lys og plads.

Carbon nanorør (CNT'er) er op til 100, 000 gange tyndere end et menneskehår og så let som plastik. På trods af dette har de en højere trækstyrke end stål, er hårdere end diamant og leder elektricitet bedre end kobber. Disse egenskaber gør CNT'er til et råmateriale med en meget lovende fremtid. Overalt i verden undersøges mulige anvendelser, herunder anvendelse i solceller, plastik, batterier, medicinsk teknologi og rensning af drikkevand.

Med den stigende industrielle produktion af CNT'er nu når niveauet på hundredvis af tons om året, mængden af ​​disse partikler, der kunne frigives til miljøet, er også steget. Visse undersøgelser har rejst muligheden for, at CNT'er, der sidder i lungerne, kan forårsage lignende sundhedseffekter som asbestfibre. Et tværfagligt team af forskere fra Empa og Agroscope Reckenholz-Taenikon (ART) Research Station er nu begyndt at undersøge det grundlæggende i, hvordan CNT'er opfører sig, når de aflejres i vandveje og søer.

Alger forbliver sunde, men vokser langsommere

I løbet af projektet, som er finansieret af de schweiziske nationale fonde, forskere videreudviklede en standard kemisk metode for at måle væksten og fotosynteseaktiviteten af ​​grønne alger udsat for CNT'er. De opdagede, at selv i tilstedeværelsen af ​​høje koncentrationer af CNT'er bevarer algerne normale niveauer af fotosyntese, selvom vækstraterne er reduceret. Det var også bemærkelsesværdigt, at når CNT'er tilsættes til algesuspensionen, dens farve bliver mørkere, og algerne danner klumper med nanorørene. På trods af dette er der ingen beviser for, at nanorørene absorberes af planterne.

Efterforskerne kom til den konklusion, derfor, at algerne vokser langsommere, fordi de klæber sammen som følge af tilstedeværelsen af ​​CNT og derfor modtager mindre lys. For at bevise dette, de udviklede to yderligere test, som gjorde det muligt for dem kvantitativt at måle de skygge- og agglomerationseffekter, som nanorørene havde på algerne. Resultaterne viser, at den langsommere vækst af organismerne faktisk primært skyldes disse to faktorer. Konklusionen er derfor, at CNT'er ikke er direkte giftige for grønne alger, som tidligere undersøgelser har vist. I nærværelse af CNT'er, alger nyder simpelthen ikke ideelle vækstbetingelser, fordi som landplanter, de har brug for tilstrækkelig plads og lys til at gøre det. De klumpnings- og skyggeeffekter, der blev observeret, manifesterer sig kun ved forhøjede CNT-koncentrationer på mere end et milligram pr. liter, imidlertid. Disse niveauer af koncentrationer af kulstof nanorør er i øjeblikket usandsynligt, at blive opfyldt i miljøet.