银色的土壤

纳米银粒子是过滤到环境中数量不断增加。但这是nano或银组件我们应该担心,海莉桦树问道

蠕虫是辨别时土壤。土壤,你可能会说,是他们的专业领域。他们能感觉到如果蠕动到错误的可能含有农药的土壤——或重金属,并相应地调整自己的轨迹。他们的人才是高评价,国际标准化组织(ISO)已适合给蚯蚓自身的国际认可的测试标准确定土壤的化学质量。

保罗·伯奇在肯塔基大学的农业大学在列克星敦,我们知道自己的能力非常好。在他的实验室里,很多时间一直致力于观察蠕虫,因为他们使他们的讨论。和伯奇和他的研究小组最近发现,知觉的蚯蚓的权力扩展到纳米级。

ISO标准测试的地方提示(集合名词)蠕虫的一种选择,一边控制土壤和污染土壤测试。伯奇的研究小组发现,蚯蚓的行为以不同的方式面对普通从硝酸银溶解银(AgNO₃)相比,土壤污染的银纳米粒子。¹他们避免土壤,立即有溶解银,而纳米粒子需要一些时间来拦截这些粒子,然后决定,这不是一个良好的环境,”伯奇说。“然后他们离开。”

虽然感觉机制是未知的,但真正有趣的方面,根据伯奇,是动物的行为的变化。然而,在更广泛的术语,它意味着什么还很难说。研究人员仍在努力应对复杂的通路和银纳米粒子进入环境的影响。但当他们被用于越来越多的产品——从伤口敷料、水过滤器-机会避免任何不可预见的后果是溜走。

大小的问题

刚刚一个处理问题的规模是一个棘手的问题,特别是考虑到目前在产品中声明nano-ingredients朦胧的要求。这是现在开始改变;美国环境保护署最近寻求评论提出方法登记农药含有纳米级材料,而在欧盟有人呼吁一个清晰定义的纳米材料在政策制定。

截至2011年3月,纳米技术消费品库存(由美国皮尤慈善信托基金设立和伍德罗·威尔逊国际学者中心)列出1300种产品含有纳米材料,来自30个不同的国家。nano-ingredients列出一些最常见的金属,包括钛、锌和黄金。纳米银粒子位于顶部的列表,显示从2006年的不到30产品快速增长到2011年的超过300。

nano-form金属已经发现从消费品到供水系统和土壤,银——由于它的广泛使用和毒性,是面临的一个最严格审查。其主要应用程序作为抗菌,这意味着它会扼杀生命。伯奇指出,尽管不良影响只是人类在非常高的浓度,银本身是很出名的,其他生物毒性,包括土壤和水生物种。摄影行业时这是一个更大的问题在高峰时期,喷涌出银在电影涂料。然而,目前尚不清楚相关的有毒影响纳米银粒子的小尺寸,或释放银离子,在普通的银化合物。

在洗出来

无论如何,纳米银粒子应该只成为一个关注如果足够大量被释放的消费产品。Bernd Nowack,电子探针技术研究纳米材料的环境行为和社会实验室的圣加仑,瑞士,一直在探索“最差情况”——他认为什么乱作一团,和高温化学家用洗衣机。抗菌纺织品的洗涤他2009年的研究,包括袜子,含有纳米银指出,三分之一的纳米颗粒包含在第一个洗就会获得释放。²但颗粒松散地表面的织物容易得多。”,这就更至关重要了粒子是如何融入产品,“Nowack说。它们纳入矩阵,有更少的释放。我认为这项研究我们不能做任何猜测它是如何与完全不同的产品。

所有这些不确定性使得它无法预测有多少nanoparticulate物质可能进入我们的下水道。佣金的一项研究由英国环境、食品和农村事务部(Defra),发表在2011年4月,发现平均图6 ng / l -远低于预测的消费数据,对胶态微粒银(2 - 450 nm)在水中留下污水处理工程在英格兰和威尔士。胶态微粒银银进入1%和7%的银离开污水处理厂。然而,目前尚不清楚小粒子(低于100海里)通常定义为“纳米”可能更多,或更少,容易保留比更大。根据这项研究,97%的银,在所有形式,在污水处理过程中被除去。这些都引出了一个问题:哪里结束?

污泥,Stephen阁楼说,他是建立生态与水文中心的兰开斯特,英国。阁楼一直致力于一个叫做Nanofate欧盟资助项目,探索纳米粒子对环境的命运。的主要问题我们一直在努力处理在头18个月他们去哪里如果他们撞到污水作品吗?他们去污泥在土地或他们直接通过入河里吗?阁楼说。到目前为止的证据表明,污泥的主要部分最终会进入到这片土地。阁楼也与伯奇在英美联盟合作。跨大西洋纳米技术和环境倡议正在开发一个试点规模的污水处理厂,将产生污泥从水中含有纳米粒子在现实的剂量。银和其他商业相关的纳米粒子,包括二氧化钛(组件在一些防晒霜),将有大量的实验。

受损的时间

在一些国家,如瑞士——污水污泥在农田的传播是被禁止的,而其他地方的银纳米颗粒污泥直接到我们的食物生长的土壤。但他们可能不再像原始的,生产的纳米粒子,大多数研究人员正在使用在实验室里努力理解毒性,质疑这些实验的相关性。

正常non-nano银溶解产生有毒的银离子。据阁楼,一旦释放到环境中,银和铜(和其他一些金属)纳米粒子,不同程度,做同样的事情。在纳米银粒子的情况下,当它到达处理工厂,大部分已经被硫磺和纳入硫化物抢购一空。罗伯特•布朗大学伤害罗德岛,在美国,和他的同事们展示了硫化银纳米粒子与溶解反应物种存在于废水形成硫化银纳米结构类似于这些新兴的污水处理。³

回到肯塔基大学,伯奇的团队一直试图找出发生了什么铜和银纳米粒子的结构随着时间的推移,发生了什么,因为他们的年龄。铜纳米粒子用于燃料电池催化剂和引擎冷却剂,杀虫剂和杀真菌剂。通过仔细观察电子结构的铜纳米颗粒通过吸收光谱技术,伯奇的研究小组发现,在空气中迅速氧化。⁴“我们得到氧化铜表面形式,“伯奇说。”看来,铜金属保持在核心和我们看到初始氧化和反应性,但在土壤中的28天我们没有看到任何进一步的老化。

类似的反应已经注意到银纳米粒子的外层氧化金属发展比铜更慢。当这些外,产生的银离子氧化层溶解常常被指责为纳米银粒子的毒性作用。在伯奇与蚯蚓的实验,从AgNO银离子₃已经证明比年龄在银纳米粒子毒性更强。⁵与纳米颗粒实现相同的毒性,银为银离子浓度高于10倍需要,这是可能的纳米颗粒的毒性作用也与自由银离子,产生老化。另一方面,独立的实验中,蠕虫避免离子银纳米粒子在一个明显不同的方法显示有一些专门nano-related响应。

詹姆斯·哈奇森在俄勒冈大学的材料化学家,在尤金,我们,说太少对银的复杂反应环境。“银一般来说是一个极其动态的系统,在物种形成是复杂的事实,你可以批量银和纳米银离子所有参与和都拥有自己的国家,“和记说。从监管的角度来看,他补充说,它可能是更好的思考环境中的银的总量,而不是纳米颗粒分数更具体地说。这种想法是基于他的团队的研究发表在2011年10月,这突出了一个经常被遗忘的观点:并不是所有人造纳米颗粒。⁶事实上,金属纳米粒子可能已经存在了很长时间。

俄勒冈州集团的研究显示,金属物品包括银勺子和铜线自然产生金属纳米粒子暴露在湿度——这一发现如此惊讶的评论家之一,和记说,起初,他们不相信。这种认识,和通信与其他科学家表明现象发生更广泛的比银和铜,使得一些重新考虑纳米颗粒材料,自然已经处理了数百万年。

纳米进化

另一方面,和记黄埔的研究远没有第一个质疑制造纳米粒子的新奇。Nowack政策分析,强调论文详细的医学用途的纳米银回到20世纪早期。⁷但是今天更多的相关研究Bojeong金正日和他的同事们在弗吉尼亚理工大学,在布莱克斯堡,我们建议污水处理厂是有效地将任何类型的银转变为纳米银硫化物。言下之意是,污水的作品总是在污泥生产纳米银-不管数量的和潜在的大量的崩溃之前摄影行业。这当然使废水来源于一个新的编撰的数据,作为Defra研究只占总输入和输出处理工厂,没有考虑多少纳米银可能形成介于两者之间。

有太多的东西浮在环境Nowack说甚至禁止纳米银完全不会有什么差别。人们认为,如果他们禁止纳米银银没有问题,但禁止纳米银粒子并不能改变什么,”他说。如果你可能拿走5%的银流,你仍然有95%的白银最终在污泥和土壤,只是从其他来源。”他还指出,在银离子毒性的大部分工作是无关紧要的,因为银离子环境中很少发现自由——这通常是沉迷于化合物,因此它不是可利用的形式。银硫化物涌出废物处理厂是不溶性,根据Nowack,没有真正的威胁。

我们和所有其他物种进化与这些天然纳米材料是关键,伯奇说。更不用说他的蠕虫的不可思议的避免银纳米粒子现在看起来更像一个正常的反应,只是被忽视。的问题是:什么,如果有的话,是根本不同的纳米材料生产?“伯奇问道。一个答案是涂层或表面纳米粒子的各种制造商使用修饰符,这可能影响他们的生物利用度和毒性。例如,位于圣地亚哥公司nanoComposix生产二氧化硅包覆的纳米银-二氧化硅壳增加粒子的稳定性在不同的溶剂。

考虑会发生什么,因为这些材料制造继续积聚在水和土壤,伯奇暗示的最终命运银纳米粒子-在所有的商业配方仍是粗略的。他们看起来像他们经过长期老化过程在吗?”他问道。他们完全是良性的还是他们仍构成危险?这些事情很多人会看未来几年。”

海莉桦树位于布里斯托尔的科学作家,英国