Результаты указывают на небольшой риск для людей, проглатывающих частицы через питьевую воду, говорят ученые из Дьюкского центра экологических последствий нанотехнологий (CEINT). Но исследователи предупреждают, что, основываясь на своих предыдущих исследованиях, тенденция нанотрубок накапливаться в отложениях может косвенно повредить водную пищевую цепочку в долгосрочной перспективе, если наночастицы будут обеспечивать «троянский конь» дополнительными поездками для других вредных молекул.Углеродные нанотрубки быстро становятся все более распространенными из-за их полезности в наноэлектрических устройствах, композитных материалах и биомедицине.Исследование Duke было проведено с использованием мелкомасштабных копий среды водно-болотных угодий, называемых «мезокосмы», которые включают почву, отложения, микробы, насекомых, растения и рыбу.
Эти «экосистемы в коробке» являются «полузакрытыми», что означает, что они получают свежий воздух и дождевую воду, но не стекают в окружающую среду. Хотя мезокосмы не являются идеальным отображением окружающей среды, они обеспечивают разумный компромисс между лабораторией и реальным миром.«Мезокосмы водно-болотных угодий, которые мы использовали, являются гораздо более точным приближением естественных процессов, постоянно происходящих в окружающей среде», — сказал Ли Фергюсон, доцент кафедры гражданского строительства и экологической инженерии Duke. «Хотя невозможно узнать, полностью ли точны наши результаты для природных экосистем, ясно, что наблюдаемые нами процессы должны быть рассмотрены регулирующими органами и производителями».Фергюсон и его коллеги дозировали мезокосмы однослойными углеродными нанотрубками и измерили их концентрацию в воде, почве и живых организмах в течение года.
Они обнаружили, что подавляющее большинство наночастиц быстро накапливается в отложениях на дне «пруда». Однако они не обнаружили никаких признаков накопления наночастиц ни у каких растений, насекомых или рыб, живущих в мезокосме.Хотя это хорошая новость для людей или других животных, пьющих воду после потенциального разлива или другого загрязнения, накопление в отложениях действительно вызывает опасения как для организмов, обитающих в отложениях, так и для животных, которые их поедают. Предыдущие исследования показали, что углеродным нанотрубкам требуется много времени для разложения в результате естественных процессов — если они вообще происходят — и любое химическое вещество, которое связывается с ними, также не может быть легко разложено.
«Эти наночастицы действительно хорошо захватывают другие молекулы, включая многие известные органические загрязнители», — сказал Фергюсон. «В сочетании с их быстрым накоплением в отложениях это может позволить проблемным химическим веществам задерживаться вместо того, чтобы разлагаться. Пакет наночастиц и загрязняющих веществ может затем быть съеден живущими в отложениях организмами в виде эффекта« троянского коня », позволяющего адсорбированным загрязняющим веществам накапливаться вверх по пищевой цепочке.«Большой вопрос в том, можно ли удалить эти загрязнители из углеродных нанотрубок пищеварительной системой этих животных после приема внутрь», — продолжил Фергюсон. «Это вопрос, над которым мы работаем сейчас».
Это исследование было поддержано Национальным научным фондом, Агентством по охране окружающей среды в рамках соглашения о сотрудничестве с Национальным научным фондом EF-0830093, Центром экологических последствий нанотехнологий и программой Агентства по охране окружающей среды для достижения результатов (STAR) (RD833859).