Występowanie i ekotoksyczność nanocząstek

• Autorzy: Łebkowska M. , Załęska-Radziwiłł M.

Warianty tytułu

EN

Nanoparticles: Mode of occurrence and ecotoxicity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono problematykę związaną z badaniami ekotoksykologiczny-mi nanocząstek. Omówiono rodzaje nanocząstek i nanomateriałów, takich jak nanometale, nanoceramiki, nanopolimery i nanostruktury węglowe. Scharakteryzowano interakcje nanocząstek z organizmami wodnymi i lądowymi. Omówiono wyniki badań toksyczności nanocząstek zawierających tytan, cynk, srebro, cer oraz fulereny (C60). Wykazano, że oddziaływanie nanomateriałów na organizmy i środowisko ich bytowania nie jest w dostatecznym stopniu poznane. Dotyczy to szczególnie biodostępności nanocząstek i mechanizmów ich przenoszenia w łańcuchu troficznym. Podkreślono, że stosowanie nanoczastek, w tym także w procesach oczyszczania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, stwarza możliwość ich przedostawania się do sieci wodociągowej. Zwrócono uwagę na potrzebę rozwoju metod testowych i ich standaryzację oraz konieczność stworzenia ekotoksykologicznych baz danych obejmujących stosowane i nowo produkowane nanomateriały. Szerokie wykorzystanie nanomateriałów w technice powinno być podstawą do interdyscyplinarnych działań zmierzających do oszacowania ryzyka, jakie stanowią nanocząstki dla zdrowia ludzi.

EN

The paper reports on problems dealt with in ecotoxicological studies of nanoparticles. The types of nanoparticles and nanomaterials such as nanometals, nanoceramics, nanopolymers and carbon nanostructures are described in detail, and the interactions of nanoparticles with water and land organisms are characterized. Nanoparticles containing titanium, zinc, silver, cerium and fullerenes (C60) were tested for toxicity and the results obtained are discussed. However, the problem of how nanomaterials impact on living organisms and their habitat has not been sufficiently well recognized. This holds true not only for the bioavailability of nanoparticles and the mechanism governing their transport in the trophic chain. It has been emphasized that the use of nanoparticles - and this includes application in water treatment for human consumption - poses potential risk that they will penetrate the water distribution system. Furthermore, it has been stressed that the need for the development and standardization of reliable testing methods, as well as the necessity of establishing ecotoxicological data bases that would provide information about the nanomaterials already used and those being currently manufactured, has taken on a sense of significance. The widespread use of nanomaterials in engineering applications should be regarded as a spur to interdisciplinary research aimed at assessing potential health implications to the human organism.

Słowa kluczowe

PL

nanomateriały; nanocząstki; toksyczność; ekotoksyczność; oczyszczanie wody

EN

nanomaterials; nanoparticles; toxicity; ecotoxicity; water treatment

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 4
• Strony: 23--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys.

Twórcy

autor

Łebkowska M.

autor

Załęska-Radziwiłł M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Biologii, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa,

Bibliografia

• 1. M.N. MOORE: Do nanoparticles present ecotoxicological risk for the health of the aquatic environment? Environment International 2006, Vol. 32, No. 8, pp. 967–976.
• 2. K. KURZYDŁOWSKI, M. LEWANDOWSKA: Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
• 3. P. CHRISTIAN, F. von der KAMMER, M. BAALOUSHA, T. HOFMANN: Nanoparticles: Structure, properties, preparation and behaviour in environmental media. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 326–343.
• 4. M. HOFMAN, L. WACHOWSKI: Badania zawartości platyny i ołowiu w glebie wzdłuż głównych dróg wylotowych z Poznania. Ochrona Środowiska 2010, vol. 32, nr 3, ss. 43–47.
• 5. E. NAVARRO, A. BAUN, R. BEHRA, N.B. HARTMANN, J. FILSER, A.-J. MIAO, A. QUIGG, P.H. SANTSCHI, L. SIGG: Environmental behaviour and ecotoxicity of engineered nanoparticles to algae, plants and fungi. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 372–386.
• 6. Z. MAKLES: Nanomateriały – nowe możliwości, nowe zagrożenia. Bezpieczeństwo Pracy 2005, nr 2, ss. 2–4.
• 7. W. HANNAH, P.B. THOMPSON: Nanotechnology risk and the environment: A review. Journal of Environmental Monitoring 2008, Vol. 10, No. 3, pp. 291–300.
• 8. P.J.A. BORM, D. ROBBINS, S. HAUBOLD, T. KUHIBUSCH, H. FISSAN, K. DONALDSON, R. SCHINS, V. STONE, W. KREYLING, J. LADEMANN, J. HARTMANN, D. WARHEIT, J. OBERDORFER: The potential risk of nanomaterials: A review carried out for ECETOC. Particle and Fibre Toxicology 2006, Vol. 3, No. 11, pp. 1–25.
• 9. M. HASSELLOEV, J.W. READMAN, J.F RANVILLE, K. TIEDE: Nanoparticle analysis and characterization methodologies in environmental risk assessment of engineered nanoparticles. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 344–361.
• 10. H.L. KARLSSON: The comet assay in nanotoxicology research. Analytical and Bioanalytical Chemistry 2010, Vol. 398, No. 2, pp. 651–666.
• 11. R.D. HANDY, T.B. HENRY, T.M. SCOWN, B.D. JOHNSTON, C.R. TYLER: Manufactured nanoparticles: their uptake and effects on fish – A mechanistic analysis. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 396–409.
• 12. W.F. VEVERS, A.N. JHA: Genotoxic and cytotoxic potential of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles on fish cells in vitro. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 410–420.
• 13. J.-Y. ROH, S.J. SIM, J. YI, K. PARK, K.H. CHUNG, D.-Y. RYU, J. CHOI: Ecotoxicity of silver nanoparticles on the soil Nematode Caenorhabditis elegans using functional ecotoxicogenomics. Environmental Science & Technology 2009, Vol. 43, No. 10, pp. 3933–3940.
• 14. S. NATIONS, M. LONG, M. WAGES, J. CANAS, J.D. MAUL, C. THEODORAKIS, G.P. COBB: Effects of ZnO nanomaterials on Xenopus laevis growth and development. Ecotoxicology and Environmental Safety 2011, Vol. 74, No. 2, pp. 203–210.
• 15. K. van HOECKE, J.T.K. QUIK, J. MANKIEWICZ-BOCZEK, K.A.C. de SCHAMPHELAERE, A. ELSAESSER, P. van der MEEREN, C. BARNES, G. MCKERR, C.V. HOWARD, D. van de MEENT, K. RYDZYŃSKI, K.A. DAWSON, A. SALVATI, A. LESNIAK, G.I. LYNCH, G. SILVERSMIT, B. de SAMBER, L. VINCZE, C.R. JANSSEN: Fate and effects of CeO2 nanoparticles in aquatic ecotoxicity tests. Environmental Science & Technology 2009, Vol. 43, No. 12, pp. 4537–4546.
• 16. A. BAUN, N.B. HARTMANN, K. GRIGER, K.O. KUSK: Ecotoxicity of engineered nanoparticles to aquatic invertebrates: A brief review and recommendations for future toxicity testing. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 387–395.
• 17. M. CRANE, R.D. HANDY, J. GARROD, R. OWEN: Ecotoxicity test methods and environmental hazard assessment for engineered nanoparticles. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 421–437.
• 18. R.D. HANDY, R. OWEN, E. VALSAMI-JONES: The ecotoxicology of nanoparticles and nanomaterials: Current status, knowledge gaps, challenges and future needs. Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 315–325.
• 19. J. CHOMA, M. JARONIEC, A. ZAWIŚLAK, J. GÓRKA: Synteza i właściwości adsorpcyjne koloidalnie odwzorowanych nanoporowatych węgli otrzymanych z kopolimeru chlorku winylidenu i chlorku winylu (Saranu). Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 1, ss. 3–7.
• 20. J. CHOMA, A. DZIURA, D. JAMIOŁA, P. NYGA, M. JARONIEC: Synteza nanocząstek złota na powierzchni koloidów krzemionkowych. Ochrona Środowiska 2010, vol. 32, nr 3, ss. 3–6.
• 21. J. CHOMA, K. JEDYNAK, J. GÓRKA, M. JARONIEC: Właściwości adsorpcyjne mezoporowatych węgli z nanocząstkami dwutlenku tytanu otrzymanych w obecności kopolimerów blokowych. Ochrona Środowiska 2010, vol. 32, nr 4, ss. 3–9.
• 22. G. PŁAZA, E. KOWALSKA, J. RADOMSKA, E. CZERWOSZ, K. JANGID, K. GAWIOR, K. ULFIG, K. JANDA-ULFIG: Wpływ wielościennych nanorurek węglowych na wzrost bakterii z rodzaju Bacillus i produkcję biosurfaktantów. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 1, ss. 21–24.
• 23. V.K.K. UPADHYAYULA, S. DENG, M.C. MITCHELL, G.B. SMITH: Application of carbon nanotube technology for removal of contaminants in drinking water: A review. Science of the Total Environment 2009, Vol. 408, No. 1, pp. 1–13.
• 24. C. KRISHNARAJ, E.G. JAGAN, S. RAJASEKAR, P. SELVAKUMAR, P.T. KALAICHELVAN, N. MOHAN: Synthesis of silver nanoparticles using Acalypha indica leaf extracts and its antibacterial activity against water borne pathogens. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2010, Vol. 76, No.1, pp. 50–56.
• 25. L. QI, Z. XU, X. JIANG, C. HU, X. ZOU: Preparation and antibacterial activity of chitosan nanoparticles. Carbohydrate Research 2004, Vol. 339, No. 16, pp. 2693–2700.
• 26. C. JIANG, R. WANG, W. MA: The effect of magnetic nanoparticles on Microcystis aeruginosa removal by a composite coagulant. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2010, Vol. 369. No. 1–3, pp. 260–267.
• 27. Y. ZHANG, Y. CHEN, P. WESTERHOFF, K. HRISTOVSKI, J.C. CRITTENDEN: Stability of commercial metal oxide nanoparticles in water. Water Research 2008, Vol. 42, No. 8–9, pp. 2204–2212.
• 28. J.P. VARGAS PAVISSICH, T.E. OLIVARES, G.A. JERIA, R.A. CIENFUEGOS, P.A. PASTE’N, G.E. PIZARRO: Increase of the concentration of dissolved copper in drinking water systems due to flow-induced nanoparticle release from surface corrosion by-products. Corrosion Science 2010, Vol. 52, No. 10, pp. 3492–3503.
• 29. D. GANGADHAVAN, K. HARSHVARDAN, G. GNANASEKAR, D. DIXIT, K.M. POPAT, P.S. ANAND: Polymeric microspheres containing silver nanoparticles as a bactericidal agent for water disinfection. Water Research 2010, Vol. 44, No. 18, pp. 5481–5487.
• 30. A.L. NEAL: What can be inferred from bacterium – nanoparticle interactions about the potential consequences of environmental exposure to nanoparticles? Ecotoxicology 2008, Vol. 17, No. 5, pp. 362–371.
• 31. T.M. TOLAYMAT., A.M. El BADAWY, A. GENAIDY, K.G. SCHECKEL, T.P. LUXTON, M. SUIDAN: An evidence-based environmental perspective of manufactured silver nanoparticle in syntheses and applications: A systematic review and critical appraisal of peer-reviewed scientific papers. Science of the Total Environment 2010, Vol. 408, No. 5, pp. 999–1006.
• 32. A. FAIRBROTHER, J.R. FAIRBROTHER: Are environmental regulations keeping up with innovation? A case study of the nanotechnology industry. Ecotoxicology and Environmental Safety 2009, Vol. 72, No.5, pp. 1327–1330.