Наночастицы в косметике и средствах личной гигиены могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду
Ученые из Огайо, используя водные микроорганизмы в качестве "канарейки в клетке", сообщили, что наночастицы, добавляемые в косметику, солнцезащитные кремы и сотни других средств личной гигиены, могут быть вредны для окружающей среды.
Их доклад был частью симпозиума на 237-м Национальном собрании Американского химического общества (ACS), где ученые пытались понять последствия нанотехнологий для окружающей среды и здоровья человека. Уже сотни продуктов используют эти микроскопические частицы — диаметром в 1/5000 от диаметра человеческого волоса. Учитывая, что многие новые продукты готовятся к выходу на рынок, ученые стремятся заранее избежать нежелательных последствий.
Исследование Синди Груден, доктора философии, и Ольги Милеевой-Бибенсхаймер было сосредоточено на наночастицах диоксида титана (nano-TiO2), содержащихся в косметике, солнцезащитных средствах и другой продукции. Частицы добавляют для их высокой эффективности в блокировании ультрафиолетового излучения солнца, избыток которого может вызвать преждевременное старение кожи и рак кожи.
Груден из Университета Толедо пояснила, что частицы смываются в канализацию, попадают на муниципальные очистные сооружения, а оттуда — в озера, реки и другие водные источники, где микроорганизмы играют ключевую роль в поддержании здоровой среды.
В лабораторных культурах Груден изучила выживаемость бактерий Escherichia coli (E. coli) при воздействии различных количеств nano-TiO2. Она обнаружила удивительно большое снижение выживаемости в образцах, подвергшихся воздействию малых концентраций наночастиц менее часа. "Меня удивило, насколько быстро проявилось воздействие", — сказала она.
Метод Груден для выявления повреждений от наночастиц использует флуоресценцию для определения повреждения клеточной мембраны микробов. При повреждении мембраны клетки испускают слабое красное свечение. Этот подход может ускорить усилия по пониманию порога, при котором наночастицы становятся токсичными для микробов.
Во втором исследовании на том же собрании ACS ученые из Юты описали разработку нового биосенсора, который вспыхивает, как маяк, при обнаружении наночастиц в окружающей среде.
Энн Андерсон и ее коллеги из Университета штата Юта и Университета Юты встроили гены в штамм полезной почвенной бактерии Pseudomonas putida (P. putida), чтобы она излучала свет при контакте с наночастицами тяжелых металлов. Бактерии ярко светятся в нормальном здоровом состоянии. Свечение тускнеет при воздействии токсичных веществ.
"Новизна биосенсора в том, что мы можем получать ответы очень и очень быстро", — сказала Андерсон, отметив, что традиционные методы измерения роста бактериальных клеток могут занимать два дня.
Группа Андерсон обнаружила, что P. putida не переносит наночастицы серебра, оксида меди и оксида цинка. Токсичность проявлялась при уровнях всего в микрограммы на литр, что эквивалентно двум-трем каплям воды в плавательном бассейне олимпийского размера. Андерсон предупреждает, что это может означать опасность для водных организмов: "Если вы посмотрите на уровень риска Медни для рыб и других водных организмов по данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), вы окажетесь именно в этой точке токсичности".
Андерсон отметила, что в научном сообществе много споров о токсичности наночастиц. Некоторые ученые полагают, что наночастицы в природе будут агрегироваться или связываться с илом и/или другим органическим веществом, значительно снижая свою токсичность. "Мы не знаем, правда ли это", — сказала она. Другие члены исследовательской группы из Юты сейчас изучают этот аспект проблемы.
Груден подчеркнула, что, хотя общественность в конечном счете ответственна за понимание рисков потребительских товаров, наука играет большую роль в выявлении возможных опасностей. "На сегодняшний день неясно, перевешивают ли преимущества нанотехнологий риски, связанные с выбросом наночастиц в окружающую среду и воздействием на них".
Источник: American Chemical Society