Nanopartikler av sølv – et potensielt miljøproblem?

  • 3D-illustrasjon av sølvnanopartikler
    Foto
    Kateryna Kon/Shutterstock

En ny doktorgradsavhandling viser at opptak og toksisitet av sølv nanopartikler er forskjellig fra andre tilstandsformer av sølv.

Nanopartikler av sølv – et potensielt miljøproblem?

Forurensing er i dag et alvorlig, globalt miljøproblem.
– Når vi snakker om forurensing, er det lett å tenke på de store, visuelle tingene, som oljeutslipp, søppel og liknende, sier ph.d.-kandidat ved NMBU, Merethe Kleiven.

– Men det kan også være et problem med de bittesmå partiklene, sier hun.
Kleiven har forsket på noen av de aller minste partiklene som brukes kommersielt i dag, såkalte menneskeskapte nanomaterialer (ENMs).

Positive og negative sider
ENMs brukes over alt i samfunnet, i industri, teknologi og i forbrukerprodukter.
– ENMs har sine fordeler, men de medfører også en risiko for miljøutslipp og negative effekter for levende organismer, forklarer Kleiven.

Sølv er kjent for sine antibakterielle egenskaper, og av denne grunn er nanopartikler av sølv blant de mest brukte ENMs på markedet. Stoffet brukes blant annet innen medisin og forbrukerprodukter, som for eksempel kosmetikk, klær, rengjøringsmidler og tilsetningsstoffer.
– Sølv kan imidlertid også være skadelig for organismer som lever i vann.

Detektivjakt
Kleiven forklarer videre at det er vanskelig for forskerne å få klarhet i eksakt hvor toksisk nanopartikler av sølv egentlig er. Dette er fordi de ofte binder seg til andre stoffer, og «smitteveien» blir vanskeligere å spore.

– Disse partiklene kan spres både via vann og gjennom sedimenter, noe som gjør at både pelagiske og bunnlevende organismer kan eksponeres for sølvnanopartikler. Det er imidlertid knyttet stor usikkerhet til konsentrasjonsnivåer og hvilke organismer som vil være mest utsatt over tid. .

TEM-bilde av sølvnanopartikler.
TEM-bilde av sølvnanopartikler.
Foto
Merethe Kleiven

Effekten av sølv på fire dyrearter
Kleiven har i sin doktorgrad forsket på å øke vår forståelse av hvordan nanopartiklenes iboende egenskaper, samt deres oppførsel i testløsning/medium, påvirker akkumulering og hvor skadelige de da er for levende organismer. Dette ble undersøkt gjennom en rekke forsøk som involverte fire ulike arter, en type rundorm (Caenorhabditis elegans), en mikroalge (Raphidocelis subcapitata), Atlantisk laks (Salmo salar) og brunørret (Salmo trutta).


Opptak av sølv i akvatiske organismer
Kleiven har testet effekten av sølv på de forskjellige dyrene, både i form av sølvioner, og sølv fra nanopartikler. Hun har undersøkt om diett kan være en viktig kilde til opptak av sølv fra nanopartikler. Hun har også undersøkt om eksponering kan føre til en nanospesifikk toksisitet.

Fisk er en av de organismene som tidligere forskning har vist å være sensitiv til både sølvioner og sølvnanopartikler, men nesten alt forskningen ser på opptak fra vann. Kleiven har gjennom sin forskning vist at både sølvioner og sølvnanopartikler forårsaker akkumulering av sølv i bl.a. lever hos fisk selv etter eksponering gjennom diett.


Giftig for mikroorganismene
Både rundormen og algen viste tegn på å bli forgiftet av sølv. Algen var mest sensitiv. Det gjaldt både for de som ble utsatt for AgNO3, og de som ble utsatt for sølv fra nanopartikler.

– AgNO3 var mer toksisk enn noen av variantene av nanopartikler, uavhengig av organisme, sier hun.
AgNO3 var mest toksisk, mens nanopartiklene var mindre toksiske.

Fra Merethe Kleivens ph.d.-prosjekt på sølv fra nanopartikler.
Fra Merethe Kleivens ph.d.-prosjekt på sølv fra nanopartikler.
Foto
Merethe Kleiven

Størrelsesendring over tid
I alle forsøkene, uavhengig av organisme, ble det observert en endring i størrelsesfraksjonene av Ag over tid. Aggregering var den netto dominerende prosessen, noe som resulterte i reduksjon i både nanopartikulært/kolloidalt og løst sølv, samt en økning i større sølvpartikler over tid.

Akkumulering, biotilgjengelighet og toksisitet ved vanneksponering til sølv kunne kobles til konsentrasjonen av løst sølv i eksponeringsmediumet. I tillegg indikerte resultatene fra algestudiet en nanospesifikk komponent i toksisiteten av Mesosilver.

Tilstrekkelige risikovurderinger
Konsentrasjonen av sølv i fisk ved vanneksponering til AgNO3 var høyere enn ved eksponering til sølv fra nanopartikler NPs. Denne forskjellen i bioakkumulering av sølv var korrelert med den høyere konsentrasjonen av løst sølv i AgNO3-eksponeringen sammenlignet med sølv fra nanopartikler.

– Siden toksisiteten alltid var høyest etter eksponering for AgNO3, er risikovurderingen av sølv fra nanopartikler dermed tilstrekkelig dekket av den allerede eksisterende risikovurderingen og forskriftene for sølv, sier Kleiven.

– Det er imidlertid fremdeles flere kunnskapshull når det gjelder risikoene ved kronisk eksponering og forskjellige eksponeringsveier, avslutter hun.

Tid og sted for avhandlingen finner du her.

Published 13. February 2019 - 20:36 - Updated 15. February 2019 - 17:58