Pobierz opis

Temat pracy doktorskiej: Toksyczność wybranych nanocząsteczek (ZnO, TiO2, Ni) w
różnych matrycach środowiskowych
Izabela Jośko
Instytut Gleboznawstwa, Inżynierii i Kształtowania środowiska
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
Nanotechnologia
jest
uznawana
za
jeden
z
najważniejszych
kierunków
technologicznych XXI w. Przedmiotem zainteresowania tej technologii są materiały, których
rozmiar oscyluje w granicach od 1 do 100 nm. Dzięki unikatowym właściwościom, które
zawdzięczają swojemu rozmiarowi (1nm = 10-9 m), nanomateriały już dawno wykroczyły
poza granice laboratoriów naukowych i zostały wdrożone do produkcji przemysłowej.
Prognozy przewidują, iż w przyszłości około 15% produktów będzie powstawać z
wykorzystaniem nanotechnologii, które następnie zasilą różne gałęzie gospodarki:
elektronikę, medycynę, kosmetykę, budownictwo, optykę, rolnictwo, przemysł włókienniczy.
Skala produkcji nanomateriałów, która według prognoz będzie wynosiła do 2020 roku 58 tys.
ton rocznie, prowadzi do nieuchronnego i niekontrolowanego rozprzestrzeniania się
nanomateriałów w środowisku.
„Nano” rozmiar materiałów, który jest cechą pożądaną przez sektor przemysłowy,
sprawia że nanocząstki stają się bardziej toksyczne i mobilne w porównaniu do większych
odpowiedników. Zagrożenie ekspozycji organizmów żywych na działalność nanocząsteczek
wynika również z faktu, iż mogą z większą łatwością przenikać do wnętrza organizmów,
organów, tkanek czy pojedynczych komórek. Obecność nanocząstek pochodzenia
antropogenicznego w środowisku może stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia i życia
organizmów żywych w tym również człowieka.
Tematyka pracy doktorskiej skupia się na trzech rodzajach nieorganicznych
nanocząstek: ZnO, TiO2, Ni. Nanocząstki te wchodzą w skład szerokiej grupy produktów:
kremów do opalania, farb ogniw fotowoltaicznych, katalizatorów i innych. Na każdym etapie
badań wykorzystywane są również makro odpowiedniki nanocząstek w celu weryfikacji
rzeczywistego wpływu rozmiaru cząstek na ich toksyczność. Do oceny ekotoksykologicznej
nanocząstek wykorzystano baterię biotestów z różnymi organizmami testowymi (bakterie,
skorupiaki, pierścienice, rośliny). Badania ekotoksykologiczne nanocząstek są prowadzone w
trzech matrycach: glebach, osadach dennych i osadach ściekowych o różnych właściwościach
fizyko-chemicznych. Ponadto toksyczność nanocząstek była badana w roztworach wodnych
w obecności różnych surfaktantów. Badania ekotoksykologiczne i analizy chemiczne zostały
wzbogacone o analizy mikroskopowe (TEM z EDS oraz SEM z EDS).
Dotychczas zgromadzone wyniki pokazują, że o toksyczności nanocząstek decyduje
szereg czynników: rodzaj nanocząstek, ich rozmiar i powierzchnia właściwa, jak również
właściwości matrycy w której są obecne (zawartość materii organicznej, składników
mineralnych, pH, obecność zanieczyszczeń i inne). Reakcja biologiczna na obecność
nanocząstek była również uzależniona od rodzaju zastosowanego organizmu testowego oraz
metody aplikacji nanocząstek. Badania prowadzone w ramach pracy doktorskiej będą
pomocne w identyfikacji i weryfikacji ryzyka środowiskowego powstałego na skutek
obecności nanocząstek w środowisku.