Nanośmieci, czyli zagrożenia związane z obecnością nanocząstek w środowisku – wpływ na wybrane organizmy żywe

Autor

  • Damian Makowski Uniwersytet Gdański
  • Daria Łada Uniwersytet Gdański
  • Mateusz Baluk Uniwersytet Gdański

DOI:

https://doi.org/10.26881/prog.2023.12.04

Słowa kluczowe:

nanocząstki, środowisko, toksyczność, rośliny, zwierzęta

Abstrakt

Nanocząstki są to materiały, które charakteryzują się bardzo małymi rozmiarami (poniżej 100 nm, przynajmniej w jednym wymiarze), specyficznymi właściwościami optycznymi, chemicznymi oraz elektrycznymi. Wiele nanocząstek metalicznych wykazuje toksyczność w stosunku do patogenów (bakterie, wirusy, grzyby). Obecnie materiały te są szeroko wykorzystywane w katalizowaniu reakcji chemicznych, w kosmetyce jako środki antybakteryjne i w medycynie m.in. jako transportery leków. Ze względu na bardzo mały rozmiar nanocząstek mogą one z łatwością przedostawać się do środowiska, powodując ich bioakumulację w roślinach oraz organizmach żywych. W pracy przedstawiono problematykę toksyczności i negatywnych skutków obecności nanocząstek w środowisku i ich wpływu na rośliny i zwierzęta (kręgowce).

Downloads

Download data is not yet available.

Biogramy autorów

Damian Makowski - Uniwersytet Gdański

Student kierunku chemia o specjalności analityka i diagnostyka chemiczna na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego. Członek Naukowego Koła Chemików Uniwersytetu Gdańskiego i przewodniczący Rady Samorządu Studentów Wydziału Chemii Uniwersytetu Gdańskiego w roku akademickim 2020/2021 i 2021/2022. Zainteresowania naukowe: nanotechnologia.

Daria Łada - Uniwersytet Gdański

Studentka kierunku chemia o specjalności chemia biomedyczna na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego. Wiceprezes Naukowego Koła Chemików Uniwersytetu Gdańskiego w roku akademickim 2019/2020, 2020/2021 i 2021/2022. Zainteresowania naukowe: aktywność związków biologicznie czynnych.

Mateusz Baluk - Uniwersytet Gdański

Doktorant w Szkole Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych Uniwersytetu Gdańskiego. Członek wspierający Naukowego Koła Chemików Uniwersytetu Gdańskiego, inicjator i koordynator projektu studencko-doktoranckiego „Projekt NKCh UG: KLIMATYCZNI”. Wieloletni radny w Samorządzie Studentów Wydziału Chemii UG oraz obecnie przewodniczący Rady Doktorantów Nauk Ścisłych i Przyrodniczych Uniwersytetu Gdańskiego. Zainteresowania naukowe: nanotechnologia, ekologia i ochrona środowiska.

Bibliografia

Ahmad A., Hashmi S.S., Palma J.M., Corpas F.J., 2022, Influence of metallic, metallic oxide, and organic nanoparticles on plant physiology, „Chemosphere”, Vol. 290, doi: 10.1016/J.CHEMOSPHERE. 2021.133329.

Almutairi Z., Alharbi A., 2015, Effect of Silver Nanoparticles on Seed Germination of Crop Plants, „Journal of Advances in Agriculture”, Vol. 4, No. 1, doi: 10.24297/JAA.V4I1.4295.

Augustine R., Hasan A., Primavera R., Wilson R.J., Thakor A.S., Kevadiya B.D., 2020, Cellular uptake and retention of nanoparticles: Insights on particle properties and interaction with cellular components, „Materials Today Communications”,Vol. 25, doi: 10.1016/J.MTCOMM.2020.101692.

Austin C.A., Umbreit T.H., Brown K.M., Barber D.S., Dair B.J., Francke-Carrol S., Feswick A., Saint- -Luis M.A, Hikawa H., Siebein K.N., Goering P.L, 2012, Distribution of silver nanoparticles in pregnant mice and developing embryos, „Nanotoxicology”, Vol. 6, No. 8, doi: 10.3109/17435390.2011.626539.

Bar-Ilan O., Albrecht R.M, Fako V.E., Furgeson D.Y., 2009, Toxicity assessments of multisized gold and silver nanoparticles in zebrafish embryos, „Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)”, Vol. 5, No.16, doi: 10.1002/SMLL.200801716.

Bundschuh M., Filser J., Lüderwald S., McKee M., Metreveli G., Schaumann G.E., Schulz R., Wagner S., 2018, Nanoparticles in the environment: where do we come from, where do we go to?, „Environmental Sciences Europe”, Vol. 30, No.1, doi: 10.1186/S12302-018-0132-6.

Chen, H., 2018, Metal based nanoparticles in agricultural system: behavior, transport, and interaction with plants, „Chmical Speciation & Bioavailability”, Vol. 30, No. 1, doi: 10.1080/09542299.2018.1520050.

Clemente Z., Castro V.L.S.S., Moura M.A.M., Jonsson C.M., Fraceto L.F., 2014, Toxicity assessment of TiO2 nanoparticles in zebrafish embryos under different exposure conditions, „Aquatic Toxicology”, Vol. 147, doi: 10.1016/J.AQUATOX.2013.12.024.

Corredor E., Testillano P.S., Coronado M.J., González-Melendi P., Fernández-Pacheco R., Marquina C., Ibaraa M.R., de la Fuente J.M., Rubilaes D., Pérez-de-Luque A., Risueño M.C., 2009, Nanoparticle penetration and transport in living pumpkin plants: In situ subcellular identification, „BMC Plant Biology”, Vol. 9, No. 1, doi: 10.1186/1471-2229-9-45/FIGURES/9.

Feizi H., Kamali M., Jafari L., Moghaddam P.R., 2013, Phytotoxicity and stimulatory impacts of nanosized and bulk titanium dioxide on fennel (Foeniculum vulgare Mill), „Chemosphere”, Vol. 91, No. 4, doi: 10.1016/J.CHEMOSPHERE.2012.12.012.

Fraceto L.F., Grillo R., de Medeiros G.A., Scognamiglio V., Rea G., Bartolucci C., 2016, Nanotechnology in agriculture: Which innovation potential does it have?, „Frontiers in Environmental Science”, Vol. 4, doi: 10.3389/FENVS.2016.00020/ABSTRACT.

Gangadoo S., Stanley D., Hughes R.J., Moore R.J., Chapman J., 2016, Nanoparticles in feed: Progress and prospects in poultry research, „Trends in Food Science & Technology”, Vol. 58, doi: 10.1016/J. TIFS.2016.10.013.

Gautam R., Yang S.J., Maharjan A., Jo J.H., Acharya M., Heo Y., Kim C.Y., 2021, Prediction of Skin Sensitization Potential of Silver and Zinc Oxide Nanoparticles Through the Human Cell Line Activation Test, „Frontiers in Toxicology”, Vol. 3, doi: 10.3389/FTOX.2021.649666.

Hosam E.A.F., Hamuda H., 2015, Influence of Engineered Metal Oxide Nanoparticles on Seed Germination, Seedling Development and Chlorophyll Content, „Óbuda University e-Bulletin”, Vol. 5 No. 1.

Harper S.L., Carriere J.L., Miller J.M., Hutchison J.E., Maddux B.L.S., Tanguay R.L., 2011, Systematic Evaluation of Nanomaterial Toxicity: Utility of Standardized Materials and Rapid Assays, „ACS Nano”, Vol. 5, No. 6, doi: 10.1021/NN200546K.

Den Hertog J., 2005, Chemical genetics: Drug screens in Zebrafish, „Bioscience reports”, Vol. 25, No. 5–6, doi: 10.1007/S10540-005-2891-8.

Hou J., Wu Y., Li X., Wei B., Li S., Wang X., 2018, Toxic effects of different types of zinc oxide nanoparticles on algae, plants, invertebrates, vertebrates and microorganisms, „Chemosphere”, Vol. 193, doi: 10.1016/J.CHEMOSPHERE.2017.11.077.

Jia H.R., Zhu Y.X., Duan Q.Y., Chen Z., Wu F.G., 2019Nanomaterials meet zebrafish: Toxicity evaluation and drug delivery applications, „Journal of Controlled Release”, Vol. 311–312, doi: 10.1016/J. JCONREL.2019.08.022.

Jia X., Wang S., Zhou L., Sun L., 2017, The Potential Liver, Brain, and Embryo Toxicity of Titanium Dioxide Nanoparticles on Mice, „Nanoscale Research Letters”, Vol. 12, doi: 10.1186/S11671-017-2242-2.

Johnston H.J., Verdon R., Gillies S., Brown D.M., Fernandes T.F., Henry T.B., Rossi A.G., Tran L., Tucker C., Tyler C.R., Stone V., 2018, Adoption of in vitro systems and zebrafish embryos as alternative models for reducing rodent use in assessments of immunological and oxidative stress responses to nanomaterials, „Critical Reviews in Toxicology”, Vol. 48, No. 3, doi: 10.1080/10408444.2017.1404965.

Khan I., Saeed K., Khan I., 2019, Nanoparticles: Properties, applications and toxicities, „Arabian Journal of Chemistry”, Vol. 12, No. 7, doi: 10.1016/j.arabjc.2017.05.011.

Khan M., Khan M.S.A., Borah K.K., Goswami Y., Hakeem K.R., Chakrabartty I., 2021, The potential exposure and hazards of metal-based nanoparticles on plants and environment, with special emphasis on ZnO NPs, TiO2 NPs, and AgNPs: A review, „Environmental Advances”, Vol. 6, doi: 10.1016/J. ENVADV.2021.100128.

Khodakovskaya M., Dervishi E., Mahmood M., Xu Y., Li Z., Watanabe F., Biris A.S., 2009, Carbon Nanotubes Are Able To Penetrate Plant Seed Coat and Dramatically Affect Seed Germination and Plant Growth, „ACS Nano”, Vol. 3, No. 10, doi: 10.1021/NN900887M.

Kim K.T., Zaikova T., Hutchison J.E., Tanguay R.L., 2013, Gold nanoparticles disrupt zebrafish eye development and pigmentation, „Toxicological Sciences: an Official Journal of the Society of Toxicology”, Vol. 133, No. 2, doi: 10.1093/TOXSCI/KFT081.

Li M., Ahammed G.J., Li C., Bao X., Yu J., Huang C., Yin H., Zhou J., 2016, Brassinosteroid Ameliorates Zinc Oxide Nanoparticles-Induced Oxidative Stress by Improving Antioxidant Potential and Redox Homeostasis in Tomato Seedling, „Frontiers in Plant Science”, Vol. 7, doi: 10.3389/FPLS.2016.00615/ BIBTEX.

Luo Z., Li Z., Xie Z., Sokolova I. M., Song L., Peijnenburg W.J.G.M., Hu M., Wang Y., 2020, Rethinking Nano-TiO2 Safety: Overview of Toxic Effects in Humans and Aquatic Animals, „Small”, Vol. 16, No. 36, doi: 10.1002/SMLL.202002019.

Mazumdar H., Ahmed G.U., 2011, Synthesis of silver nanoparticles and its adverse effect on seed germinations in Oryza sativa, Vigna radiate and Brassica campestris, „International Journal of Advanced Biotechnology and Research”, Vol. 2.

Mukherjee A., Sun Y., Morelius E., Tamez C., Bonydopadhyay S., Niu G., White J.C., Peralta-Videa J.C., Garedea-Torresdey J.L., 2016, Differential toxicity of bare and hybrid ZnO nanoparticles in Green pea (Pisum sativum L.): A life cycle study, „Frontiers in Plant Science”, Vol. 6, doi: 10.3389/FPLS.2015.01242.

Rajput V., Minkina T., Mazarji M., Shende S., Sushkova S., Mandzhieva S., Burachevskaya M., Chaplygin V., Singh A., Jatav H., 2020, Accumulation of nanoparticles in the soil-plant systems and their effects on human health, „Annals of Agricultural Sciences”, Vol. 65, No. 2, doi: 10.1016/J.AOAS.2020.08.001.

Raliya R., Nair R., Chavalmane S., Wang W.N., Biswas P., Mechanistic evaluation of translocation and physiological impact of titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles on the tomato (Solanum lycopersicum L.) plant, „Metallomics: Integrated Biometal Science”, Vol. 7, No. 12, doi: 10.1039/ C5MT00168D.

Rashid M.M., Tavčer P.F., Tomšič B., 2021, Influence of Titanium Dioxide Nanoparticles on Human Health and the Environment, „Nanomaterials”, Vol. 11, No. 9(2354), doi: 10.3390/NANO11092354.

Scholz S., Fisher S., Gündel U., Küster E., Luckenbach T., Voelker D., 2008, The zebrafish embryo model in environmental risk assessment—applications beyond acute toxicity testing, „Environmental Science and Pollution Research International”, Vol. 15, No. 5, doi: 10.1007/S11356-008-0018-Z.

Senut M.C., Zhang Y., Liu F., Sen A., Ruden D.M., Mao G., 2016, Size-dependent Toxicity of Gold Nanoparticles on Human Embryonic Stem Cells and Their Neural Derivatives, „Small”, Vol. 12, No. 5, doi: 10.1002/SMLL.201502346.

Sirelkhatim A., Mahmud S., Seeni A., Kaus N.H.M., Ann L.C., Bakhori S.K.M., Hasan H., Mohamad D., 2015, Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism, „Nano-micro letters”, Vol. 7, No. 3, doi: 10.1007/S40820-015-0040-X.

Reshma V.G., Mohanan P.V., 2017, Cellular interactions of zinc oxide nanoparticles with human embryonic kidney (HEK 293) cells, „Colloids and Surfaces B: Biointerfaces”, doi: 10.1016/J.COLSURFB.2017.05.069.

Wang W., Paschalidis K., Feng J.C., Song J., Liu J. H., 2019 Polyamine catabolism in plants: A universal process with diverse functions, „Frontiers in Plant Science”, Vol. 10, doi: 10.3389/FPLS.2019.00561.

Yasur J., Rani P.U., 2013, Environmental effects of nanosilver: Impact on castor seed germination, seedling growth, and plant physiology, „Environmental Science and Pollution Research”, Vol. 20, No. 12, doi: 10.1007/S11356-013-1798-3.

Pobrania

Opublikowane

2023-11-21

Jak cytować

Makowski , D., Łada, D., & Baluk, M. (2023). Nanośmieci, czyli zagrożenia związane z obecnością nanocząstek w środowisku – wpływ na wybrane organizmy żywe. Progress, (12), 56–67. https://doi.org/10.26881/prog.2023.12.04

Inne teksty tego samego autora