Selv lave koncentrationer af sølv kan foliere rensning af spildevand

Forskning ved Oregon State University har kastet nyt lys over, hvordan en stadig mere almindelig forbrugerproduktkomponent - sølvnanopartikler - potentielt kan forstyrre behandlingen af ​​spildevand.

Resultaterne tyder på, at konventionelle toksicitetstestmetoder til sølvkoncentrationer på rensningsanlæg kan give resultater, der giver en falsk følelse af sikkerhed.

Forskningen er vigtig, fordi hvis sølv, som har bredspektrede antibakterielle egenskaber, forpurrer arbejdet med planternes gavnlige bakterier, så ender for mange næringsstoffer i vandveje.

Det kan igen føre til eutrofiering:En overflod af næringsstoffer i en vandmasse, der resulterer i en eksplosion af vegetation, såsom en algeblomst, og en klemning ud af dyrelivet på grund af iltmangel.

"Sølv nanopartikler er ved at blive inkorporeret i en række produkter, herunder sårforbindinger, tøj, vandfiltre, tandpasta og endda børns legetøj, "sagde den tilsvarende forfatter Tyler Radniecki, en miljøteknisk assisterende professor ved OSU. "Nanopartiklerne kan ende i spildevandsstrømme ved vask eller bare regelmæssig brug af produktet."

Radnieckis arbejde og samarbejdspartnere i Engineering College så på sølvnanopartikler, det ioniske sølv, de frigiver, og en ammoniak-oxiderende bakterie, Nitrosomonas europaea .

Ammoniak-oxiderende bakterier, eller AOB, er afgørende, fordi de omdanner ammoniak til nitrit for at starte processen med at få et af disse næringsstoffer, nitrogen, ud af spildevandet. Undersøgelsen så på både frit svævende, eller planktonisk, N. europaea og også de biofilm, de skaber.

OSU -forskningen bekræftede tidligere observationer af, at biofilm er bedre i stand end planktonbakterier til at afværge sølvets virkninger.

"Biofilm viste højere modstand for flere faktorer, "Sagde Radniecki." Den ene var simpelthen mere cellemasse, og det øverste lag af celler virkede som en offerskjold, der tillod, at bakterierne nedenfor ikke blev hæmmet. Langsomme vækstrater var også en beskyttelse mod sølvtoksicitet, fordi de enzymer, sølv forhindrer i at vende, ikke vender så ofte. "

Vigtigere, arbejdet afslørede en ny rynke:At hæmningen af ​​AOBs ammoniak-konverteringsevne mere er en funktion af sølveksponeringstiden end sølvkoncentrationens niveau.

"De fleste undersøgelser, der undersøger inhibering af spildevandsbiofilm fra nanopartikler, er blevet udført i kortsigtede eksponeringsscenarier, mindre end 12 timer, "Sagde Radniecki." Også, de har brugt lige så lang tid til hydraulisk ophold og slamretention. "

Problemet med det, forklarer han, er, at i et rensningsanlæg, der bruger biofilm, slamretentionstiden - den tid, bakterierne er i planten - vil være meget større end den hydrauliske opholdstid, dvs. den tid, spildevandet er i anlægget.

"Det tillader, over tid, til ophobning og koncentration af metalforurenende stoffer herunder ioniske sølv og sølv nanopartikler, sagde Radniecki, hvis arbejde involverede eksponeringstider på 48 timer. "De immobiliserede biofilmceller udsættes for en meget større mængde vand og masse forurenende stoffer end planktonsellesystemerne. Det betyder, resultaterne af kortsigtede eksponeringsundersøgelser kan muligvis ikke inkorporere den forventede ophobning af sølv i biofilmen; overvågninger af spildevandsanlæg undervurderer muligvis den potentielle toksicitet på lang sigt, eksponeringssituationer med lav koncentration. "