I ricercatori della Queen's University, Niraj Kumar e Virginia Walker, accanto all'attrezzatura che hanno usato per misurare la respirazione delle comunità di microbi che vivono in campioni di suolo artico. La misurazione di questo tasso di respirazione ha permesso loro di determinare l'effetto tossico delle nanoparticelle d'argento sulle comunità di microbi che vivono nel suolo. Credito:Queen's University
I ricercatori di Queen hanno scoperto che le nanoparticelle, che ora sono presenti in tutto, dai calzini al condimento per l'insalata e alla crema solare, possono avere effetti irreparabilmente dannosi sui sistemi del suolo e sull'ambiente.
"Ogni anno vengono prodotti milioni di tonnellate di nanoparticelle, comprese le nanoparticelle d'argento che sono popolari come agenti antibatterici, "dice Virginia Walker, professore presso il Dipartimento di Biologia. "Abbiamo iniziato a chiederci quale potrebbe essere l'impatto di tutte queste nanoparticelle sull'ambiente, soprattutto sul suolo».
Il team ha acquisito un campione di suolo dall'Artico come parte del loro coinvolgimento nell'iniziativa dell'Anno Polare Internazionale. Il terreno proveniva da un remoto sito artico poiché ritenevano che questo terreno avesse le maggiori possibilità di non essere contaminato da alcuna nanoparticella.
"Non pensavamo che avremmo visto un grande impatto, ma invece i nostri risultati indicano che le nanoparticelle d'argento possono essere classificate come altamente tossiche per le comunità microbiche. Ciò è particolarmente preoccupante se si considera la vulnerabilità dell'ecosistema artico".
Il dott. Walker ha inoltre osservato che sebbene il progresso tecnologico sia importante, il mondo ha una storia di accoglienza delle innovazioni prima di riflettere sul loro impatto sull'ambiente. Tali esempi includono la scoperta dell'insetticida DDT, l'uso del farmaco talidomide durante la gravidanza e l'uso diffuso di fertilizzanti sintetici.
I ricercatori hanno prima esaminato le comunità microbiche indigene che vivono nei campioni di terreno incontaminato prima di aggiungere tre diversi tipi di nanoparticelle, compreso l'argento. I campioni di terreno sono stati quindi lasciati per sei mesi per vedere come l'aggiunta delle nanoparticelle ha influenzato le comunità microbiche. Ciò che i ricercatori hanno scoperto è stato sia notevole che preoccupante.
L'analisi originale del terreno incontaminato aveva identificato un microbo benefico che aiuta a fissare l'azoto alle piante. Poiché le piante non sono in grado di fissare da sole l'azoto e la fissazione dell'azoto è essenziale per la nutrizione delle piante, la presenza di questi particolari microbi nel suolo è vitale per la crescita delle piante. L'analisi del campione di terreno sei mesi dopo l'aggiunta delle nanoparticelle d'argento ha mostrato quantità trascurabili delle importanti specie che fissano l'azoto rimanenti e gli esperimenti di laboratorio hanno mostrato che esse erano più di un milione di volte suscettibili alle nanoparticelle d'argento rispetto ad altre specie.
Queste scoperte pionieristiche dei ricercatori della Queen Niraj Kumar e Virginia Walker e Vishal Shah del Dowling College sono state pubblicate oggi nel Journal of Hazardous Materials , la rivista più prestigiosa in Ingegneria Civile.
