La ricerca presso l'Oregon State University ha gettato nuova luce su come un componente di un prodotto di consumo sempre più comune, le nanoparticelle d'argento, possa potenzialmente interferire con il trattamento delle acque reflue.

I risultati suggeriscono che i metodi convenzionali di test della tossicità per le concentrazioni di argento negli impianti di trattamento possono produrre risultati che danno un falso senso di sicurezza.

La ricerca è importante perché se l'argento, che ha proprietà antibatteriche ad ampio spettro, ostacola il lavoro dei batteri benefici delle piante, quindi troppi nutrienti finiscono nei corsi d'acqua.

Ciò a sua volta può portare all'eutrofizzazione:una sovrabbondanza di nutrienti in un corpo idrico che si traduce in un'esplosione di vegetazione, come una fioritura di alghe, e una spremitura dalla vita animale a causa della mancanza di ossigeno.

"Le nanoparticelle d'argento vengono incorporate in una gamma di prodotti tra cui medicazioni per ferite, capi di abbigliamento, filtri per l'acqua, dentifricio e persino giocattoli per bambini, " ha detto l'autore corrispondente Tyler Radniecki, un assistente professore di ingegneria ambientale presso l'OSU. "Le nanoparticelle possono finire nei flussi di acque reflue attraverso il lavaggio o semplicemente l'uso regolare del prodotto".

Il lavoro di Radniecki e dei collaboratori del College of Engineering ha esaminato le nanoparticelle d'argento, l'argento ionico che rilasciano e un batterio ossidante l'ammoniaca, Nitrosomonas europaea .

batteri che ossidano l'ammoniaca, o AOB, sono fondamentali perché convertono l'ammoniaca in nitrito per iniziare il processo di assunzione di uno di quei nutrienti, azoto, fuori dalle acque reflue. Lo studio ha esaminato sia il galleggiamento libero, o planctonico, N. europaea e anche i biofilm che creano.

La ricerca dell'OSU ha confermato le precedenti osservazioni secondo cui i biofilm sono in grado di contrastare meglio gli effetti dell'argento rispetto ai batteri planctonici.

"I biofilm hanno mostrato una maggiore resistenza a molteplici fattori, " ha detto Radniecki. "Uno era semplicemente più massa di cellule, e lo strato superiore di cellule ha agito come uno scudo sacrificale che ha permesso ai batteri sottostanti di non essere inibiti. I tassi di crescita lenti erano anche una protezione dalla tossicità dell'argento perché gli enzimi che l'argento impedisce di girare non si attivano così frequentemente".

Ma ancora più importante, il lavoro ha svelato una nuova ruga:che l'inibizione della capacità di conversione dell'ammoniaca di AOB è più una funzione del tempo di esposizione all'argento che del livello di concentrazione di argento.

"La maggior parte degli studi che studiano l'inibizione dei biofilm delle acque reflue da parte delle nanoparticelle sono stati condotti in scenari di esposizione a breve termine, meno di 12 ore, " ha detto Radniecki. "Inoltre, hanno impiegato la stessa quantità di tempo per la residenza idraulica e la ritenzione dei fanghi."

Il problema con quello, lui spiega, è che in un impianto di trattamento che utilizza biofilm, il tempo di ritenzione dei fanghi, il tempo di permanenza dei batteri nell'impianto, sarà molto maggiore del tempo di residenza idraulica, ovvero il tempo di permanenza delle acque reflue nell'impianto.

"Che permette, col tempo, per l'accumulo e la concentrazione di contaminanti metallici, tra cui argento ionico e nanoparticelle d'argento, " ha detto Radniecki, il cui lavoro ha comportato tempi di esposizione di 48 ore. "Le cellule del biofilm immobilizzate sono esposte a un volume molto maggiore di acqua e massa di contaminanti rispetto ai sistemi cellulari planctonici. Ciò significa che, i risultati degli studi sull'esposizione a breve termine potrebbero non includere l'accumulo previsto di argento all'interno del biofilm; i monitor degli impianti di trattamento delle acque reflue potrebbero sottovalutare la potenziale tossicità a lungo termine, situazioni di esposizione a bassa concentrazione."