Negli esperimenti che imitano un ambiente naturale, I ricercatori della Duke University hanno dimostrato che le nanoparticelle d'argento utilizzate in molti prodotti di consumo possono avere un effetto negativo su piante e microrganismi.

Cinquanta giorni dopo che gli scienziati hanno applicato una singola dose bassa di nanoparticelle d'argento, gli ambienti sperimentali hanno prodotto circa un terzo in meno di biomassa in alcune piante e microbi.

Questi risultati preliminari sono importanti, i ricercatori hanno detto, perché si sa poco degli effetti ambientali delle nanoparticelle d'argento, che si trovano nei tessuti, capi di abbigliamento, giocattoli e ciucci per bambini, disinfettanti e dentifrici.

"Nessuno sa veramente quali sono gli effetti di queste particelle nell'ambiente, " ha detto Benjamin Colman, un borsista post-dottorato nel dipartimento di biologia di Duke e membro del Centro per le implicazioni ambientali delle nanotecnologie (CEINT).

"Stiamo cercando di ottenere dati che possono essere utilizzati per aiutare i regolatori a determinare i rischi per l'ambiente derivanti dall'esposizione alle nanoparticelle d'argento, " Ha detto Colman. La ricerca del CEINT è finanziata dalla National Science Foundation e dall'Environmental Protection Agency

Precedenti studi hanno coinvolto alte concentrazioni di nanoparticelle in un ambiente di laboratorio, che sottolineano i ricercatori, non rappresenta condizioni "reali".

"I risultati degli studi di laboratorio sono difficili da estrapolare agli ecosistemi, dove le esposizioni probabilmente saranno a basse concentrazioni e c'è una diversità di organismi, " ha detto Colman.

Le nanoparticelle d'argento sono utilizzate nei prodotti di consumo perché possono uccidere i batteri, inibendo gli odori indesiderati. Funzionano attraverso una varietà di meccanismi, compresa la generazione di radicali liberi dell'ossigeno che possono causare danni al DNA delle membrane microbiche senza danneggiare le cellule umane.

La via principale attraverso la quale queste particelle entrano nell'ambiente è come sottoprodotto degli impianti di trattamento delle acque reflue. Le nanoparticelle sono troppo piccole per essere filtrate, così loro e altri materiali finiscono nei risultanti "fanghi" di trattamento delle acque reflue, " che viene poi sparso sulla superficie del terreno come fertilizzante.

Per i loro studi, i ricercatori hanno creato mesocosmi, che sono piccoli, strutture artificiali contenenti diverse piante e microrganismi destinati a rappresentare l'ambiente. Hanno applicato fanghi con basse dosi di nanoparticelle d'argento in alcuni dei mesocosmi, poi hanno confrontato piante e microrganismi da mesocosmi trattati e non trattati dopo 50 giorni.

Lo studio è apparso online il 27 febbraio sulla rivista PLOS One .

I ricercatori hanno scoperto che una delle piante studiate, un'erba annuale comune conosciuta come Microstegium vimeneum, aveva il 32% in meno di biomassa nei mesocosmi trattati con le nanoparticelle. Anche i microbi sono stati colpiti dalle nanoparticelle, disse Colman. Un enzima associato all'aiuto dei microbi ad affrontare gli stress esterni era il 52% meno attivo, mentre un altro enzima che aiuta a regolare i processi all'interno della cellula era il 27% meno attivo. Anche la biomassa complessiva dei microbi era inferiore del 35 percento, Egli ha detto.

"I nostri studi sul campo mostrano risposte avverse di piante e microrganismi a seguito di una singola dose bassa di nanoparticelle d'argento applicate da un biosolido di acque reflue, " ha detto Colman. "Si stima che circa il 60 per cento della media di 5,6 milioni di tonnellate di biosolidi prodotti ogni anno viene applicato alla terra per vari motivi, e questa pratica rappresenta un percorso importante e poco studiato di esposizione degli ecosistemi naturali alle nanoparticelle ingegnerizzate".

"I nostri risultati mostrano che le nanoparticelle d'argento nei biosolidi, aggiunto a concentrazioni che ci si aspetterebbe, causato impatti a livello di ecosistema, "Colman ha detto. "In particolare, le nanoparticelle hanno portato ad un aumento dei flussi di protossido di azoto, cambiamenti nella composizione della comunità microbica, biomassa, e attività enzimatica extracellulare, così come gli effetti specie-specifici sulla vegetazione fuori terra."

I ricercatori hanno in programma di continuare a studiare gli effetti a lungo termine delle nanoparticelle d'argento e di esaminare un'altra nanoparticella onnipresente:il biossido di titanio.