Nueva nanopartícula ayudaría a eliminar la toxicidad del agua

Por Amelia OS

La nanotecnología desempeña un papel importante en la eliminación de sustancias químicas tóxicas del suelo. En la actualidad, más de 70 sitios del Superfondo de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) están adoptando o investigando el uso de nanopartículas para degradar o eliminar contaminantes ambientales. Uno de ellos -el hierro nano-cero-valente- (Zerovalent iron – en Ingles) es ampliamente utilizado, aunque no se ha examinado su efecto sobre los organismos.

En un experimento reciente, un equipo de científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara probó el efecto del hierro nano-cero-valente sulfurado (FeSSi) sobre un alga común de agua dulce (Chlamydomonas reinhardtii). Encontraron que FeSSi recogió cadmio de un medio acuoso y alivió la toxicidad del cadmio para esa alga por más de un mes. Sus resultados aparecen en la revista ACS Nano (“Remediación de la toxicidad del cadmio por nano-hierro sulfurado: La importancia de la materia orgánica“).

El cadmio (verde) se adsorbió principalmente al FeSSi (naranja) y no a las algas (azul). CRÉDITO: SAGE DAVIS

Sin embargo, cuando FeSSi estaba haciendo para lo que fue diseñado, descubrimos que era hasta 10 veces más tóxico cuando estaba ligado al cadmio que sin él “, dijo la autora principal Louise Stevenson, una estudiante postdoctoral en el Departamento de Ecología, Evolución y Biología Marina (EEMB) de la UCSB.

Las normas actuales para lo que es una concentración aceptable a utilizar se basan en datos de la partícula misma no ligada al contaminante. Nuestro trabajo sugiere que esos límites permitidos podrían ser subestimar enormemente la toxicidad real “.

Para simular un evento de precipitación en el que el material tóxico del suelo se introduce en una vía fluvial, los investigadores dosificaron C. reinhardtii con FeSSi, que contiene cadmio, y esperaron una hora antes de tomar las medidas. Encontraron que el material orgánico que las propias algas produjeron como subproducto de la fotosíntesis mitigó la toxicidad del FeSSi y permitió que la nanopartícula eliminara hasta cuatro veces más cadmio.

El material orgánico hace que la partícula de FeSSi sea menos tóxica, lo que permite una mayor zona de recuperación y aumenta las concentraciones de cadmio que se pueden usar “, dijo Stevenson.

 

Es interesante porque cada sistema natural contiene algo de materia orgánica. Junto con el efecto tóxico de las nanopartículas sólo sobre la viabilidad celular, identificamos una importante retroalimentación entre los materiales orgánicos producidos por las propias algas disminuyendo la toxicidad, lo que disminuye la toxicidad de las algas.

Según Stevenson, los efectos ambientales de la nanotecnología son muy específicos del contexto, lo que dificulta las predicciones generales. Así, el equipo de UCSB diseñó un modelo ecológico dinámico que puede ser utilizado para extrapolar lo que empíricamente probaron. Los investigadores acumularon datos suficientes para desarrollar una serie de ecuaciones que describieran la dinámica de las concentraciones que probaron.

Estamos desarrollando nueva tecnología más rápido de lo que podemos predecir su impacto ambiental “, apuntó Stevenson. Eso hace que sea muy importante diseñar experimentos que sean relevantes desde el punto de vista ecológico y ambiental, pero que también tengan una dinámica que pueda extrapolarse a otros sistemas “.

 

La estrategia de múltiples facetas que se describe en el documento es el resultado de una asociación interdisciplinaria. Stevenson es un Toxicólogo Empírico y Modelador Ecológico. Sus coautores-Arturo Keller, profesor de la Facultad de Ciencias y Gestión Ambiental de Bren de la UCSB, y Yiming Su, un estudiante de posgrado que visitó el laboratorio Keller de la Universidad de Tongji en Shanghai y desarrolló FeSSi- son químicos ambientales. Roger Nisbet, coautor del trabajo y profesor EEMB, es un ecologista teórico. Adeyemi Adeleye, ex alumno de la Escuela Bren e investigador del Consejo Nacional de Investigación de la EPA, y Yalei Zhang de la Universidad de Tongji en Shanghai son otros coautores del estudio.

Referencias & Fuentes

news.ucsb.edu  | Organic Material Matters

azonano.comInvestigating the Use of Nanotechnology to Remove Toxic Chemicals from Soil

nanowerk.comNovel nanoparticle to remove cadmium toxicity from freshwater systems

researchgate.netInvestigation of water remediation by nanoparticles

fxncc.com | Investigating the Use of Nanotechnology to Remove Toxic Chemicals from Soil

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Amelia Oliveira Santos

Investigador asociado: temas biocombustibles, nanomateriales, Olimpiadas Nacionales de Química

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