Nanoparticelle come i nanotubi di carbonio (CNT), che si trovano in un numero sempre crescente di prodotti, stanno finendo sempre più frequentemente nei nostri dintorni. Se e come influenzano gli ecosistemi acquatici sono domande ancora senza risposta. Uno studio dell'Empa mostra che mentre i CNT non hanno effetti tossici sulle alghe verdi, ne inibiscono la crescita privando la pianta di luce e spazio.
I nanotubi di carbonio (CNT) sono fino a 100, 000 volte più sottile di un capello umano e leggero come la plastica. Nonostante ciò hanno una resistenza alla trazione superiore rispetto all'acciaio, sono più dure del diamante e conducono l'elettricità meglio del rame. Queste proprietà rendono i CNT una materia prima con un futuro molto promettente. In tutto il mondo si stanno studiando possibili applicazioni, compreso l'uso in celle solari, plastica, batterie, tecnologia medica e la purificazione dell'acqua potabile.
I nanotubi di carbonio non sono velenosi per le alghe verdi, ma rallentano la crescita di questi organismi ad alte concentrazioni perché causano l'aggregazione che porta le alghe a ricevere meno luce. A sinistra:alghe intatte (verdi) in un ciuffo di nanotubi di carbonio (nere). A destra:attività fotosintetica "normale" delle alghe (rosse) resa visibile dalla fluorescenza.
Con la crescente produzione industriale di CNT che ora raggiunge il livello di centinaia di tonnellate all'anno, è aumentata anche la quantità di queste particelle che potrebbero essere rilasciate nell'ambiente. Alcuni studi hanno sollevato la possibilità che i CNT depositati nei polmoni possano causare effetti sulla salute simili a quelli delle fibre di amianto. Un team interdisciplinare di scienziati dell'Empa e della stazione di ricerca Agroscope Reckenholz-Taenikon (ART) ha iniziato a studiare i fondamenti del comportamento dei CNT quando vengono depositati nei corsi d'acqua e nei laghi.
Le alghe rimangono sane ma crescono più lentamente
Nel corso del progetto, finanziato dai Fondi nazionali svizzeri, i ricercatori hanno ulteriormente sviluppato un metodo chimico standard per misurare la crescita e l'attività fotosintetica delle alghe verdi esposte ai CNT. Hanno scoperto che anche in presenza di alte concentrazioni di CNT le alghe mantengono normali livelli di fotosintesi, anche se i tassi di crescita sono ridotti. Si nota anche che quando i CNT vengono aggiunti alla sospensione di alghe, il suo colore si scurisce e le alghe formano dei grumi con i nanotubi. Nonostante questo non ci sono prove che i nanotubi vengano assorbiti dalle piante.
Gli inquirenti sono giunti alla conclusione perciò, che le alghe crescono più lentamente perché aderiscono tra loro per la presenza di CNT e quindi ricevono meno luce. Per dimostrare questo, hanno sviluppato due ulteriori test che hanno permesso loro di misurare quantitativamente gli effetti di ombreggiamento e agglomerazione che i nanotubi avevano sulle alghe. I risultati mostrano che la crescita più lenta degli organismi è in realtà dovuta principalmente a questi due fattori. La conclusione è quindi che i CNT non sono direttamente tossici per le alghe verdi, come hanno indicato studi precedenti. In presenza di CNT, le alghe semplicemente non godono delle condizioni ideali di crescita perché, come piante terrestri, hanno bisogno di spazio e luce sufficienti per farlo. Gli effetti di aggregazione e ombra osservati si manifestano solo a concentrazioni elevate di CNT di oltre un milligrammo per litro, però. Attualmente è improbabile che questi livelli di concentrazioni di nanotubi di carbonio vengano raggiunti nell'ambiente.