J.Evan Ward, professore di scienze marine, mostra ai visitatori un video in diretta della ricerca sulle cozze nel suo laboratorio durante un tour dell'edificio delle scienze marine. Foto di Peter Morenus
(PhysOrg.com) -- Quando le nanoparticelle dei prodotti di consumo si riversano nell'oceano, possono danneggiare ostriche e cozze.
I nanomateriali prodotti possono essere trovati in applicazioni così diverse come l'elettronica, cosmetici, vernici, e anche medicine, ma i loro effetti sull'ambiente rimangono in gran parte sconosciuti. In un nuovo studio di laboratorio, gli scienziati hanno scoperto che le ostriche e le cozze di acqua salata assorbono e trattengono quantità significative di nanoparticelle prodotte dall'acqua di mare in grumi di cosiddetta "neve marina".
“I nanomateriali vengono utilizzati in quantità crescenti, ed è probabile che vengano rilasciati in quantità crescenti nell'ambiente, compreso l'oceano, "dice Evan Ward, professore di scienze marine presso il campus di Avery Point di UConn. “Mentre sviluppiamo queste tecnologie, dobbiamo essere cauti, dobbiamo sapere dove stanno andando le particelle, e dobbiamo sapere come influenzano gli organismi marini”.
Le nanoparticelle sono versioni minuscole di materiali comuni che hanno un diametro inferiore a 100 nanometri, o circa quattro milionesimi di pollice. La loro piccolezza conferisce loro proprietà che le particelle di dimensioni normali non hanno:ad esempio, la loro grande superficie per le loro dimensioni li rende più forti, accendino, e più riflessivo, rendendoli ideali per rinforzare i metalli, aumentare l'SPF nella crema solare, e produrre vernici che migliorano l'efficienza energetica della tua casa.
Alcuni scienziati, però, temono che queste stesse proprietà possano anche rendere pericolose le nanoparticelle fabbricate. Quando i prodotti si rompono nelle discariche, le nanoparticelle possono dilavarsi nel suolo, corsi d'acqua, e l'oceano, potenzialmente pericolosi per animali e piante.
"Alcuni materiali che si presume siano sicuri possono infatti causare danni alle cellule nella loro forma 'nano', "Dice Ward.
Ward studia la fisiologia ambientale delle ostriche, cozze, e i loro parenti, che usano le loro branchie come filtri specializzati per assorbire il cibo dall'acqua dell'oceano. Sebbene le nanoparticelle stesse siano troppo piccole per essere catturate in grandi quantità, Lo studio di Ward si è concentrato su come l'ecologia alimentare dei bivalvi ha influenzato il loro tasso di assorbimento.
“Nel nostro studio, abbiamo preso in considerazione come è probabile che le nanoparticelle vengano consegnate agli animali nell'ambiente naturale, " lui dice. "Noi abbiamo chiesto, ‘Qual è l'ambiente in cui saranno esposti a queste particelle?'”
I materiali raramente esistono come singole particelle nell'oceano, dice Ward; Invece, le correnti oceaniche legano particelle e materia organica appiccicosa in aggregati che gli scienziati chiamano "neve marina". Questi aggregati poi affondano sul fondo, dove i filtratori come i bivalvi li ingeriscono.
Nella loro carta, pubblicato in Ricerca ambientale marina , Ward e coautore Dustin Kach, un ex studente laureato alla UConn, ha utilizzato l'acqua di mare naturale per produrre neve marina che conteneva nanoparticelle di polistirene marcate con fluorescenza. Hanno quindi esposto le ostriche e le cozze raccolte dal Long Island Sound a quest'acqua di mare piena di neve.
I ricercatori hanno scoperto che le nanoparticelle sono state assorbite in quantità molto più elevate quando i bivalvi sono stati esposti alla neve marina. Ma hanno anche scoperto che quando filtrato dalla neve marina, le nanoparticelle sono rimaste nei corpi dei bivalvi per un tempo molto più lungo di quanto ci si aspetterebbe per i materiali non nutritivi:fino a tre giorni.
Ward sospetta che le particelle vengano trattate come cibo dagli animali, e vengono assorbiti nelle loro cellule digestive. Questo potrebbe essere particolarmente pericoloso, lui dice, poiché le piccole nanoparticelle possono eludere le difese naturali delle cellule viventi.
“A causa della loro elevata superficie, le nanoparticelle prodotte possono strappare elettroni da altri composti e creare radicali liberi, " lui dice. "Particelle come queste possono causare il caos nelle cellule".
Ward vede il suo lavoro come un primo passo per comprendere i potenziali problemi associati alle nanoparticelle prodotte. Sottolinea che è necessario ulteriore lavoro per determinare le quantità di nanoparticelle prodotte nell'acqua di mare e i loro livelli di tossicità per gli esseri viventi.
“In questo momento ci sono poche tecniche per identificare i nanomateriali fabbricati nell'ambiente naturale perché sono così dannatamente piccoli, " lui dice. “Con questi studi, speriamo di dimostrare potenziali problemi per stare al passo con l'uso dei nanomateriali. Quindi, quando sono disponibili le tecniche per campionarli in natura, saremo pronti a dire se dovremmo essere preoccupati o meno”.