Dans des expériences imitant un environnement naturel, Des chercheurs de l'Université Duke ont démontré que les nanoparticules d'argent utilisées dans de nombreux produits de consommation peuvent avoir un effet néfaste sur les plantes et les micro-organismes.

Cinquante jours après que les scientifiques aient appliqué une seule faible dose de nanoparticules d'argent, les environnements expérimentaux ont produit environ un tiers de biomasse en moins dans certaines plantes et microbes.

Ces résultats préliminaires sont importants, les chercheurs ont dit, car on sait peu de choses sur les effets environnementaux des nanoparticules d'argent, que l'on trouve dans les textiles, Vêtements, jouets et tétines pour enfants, désinfectants et dentifrice.

"Personne ne sait vraiment quels sont les effets de ces particules dans l'environnement, " a déclaré Benjamin Colman, chercheur post-doctoral au département de biologie de Duke et membre du Centre pour les implications environnementales de la nanotechnologie (CEINT).

"Nous essayons de trouver les données qui peuvent être utilisées pour aider les régulateurs à déterminer les risques pour l'environnement liés à l'exposition aux nanoparticules d'argent, " a déclaré Colman. La recherche du CEINT est financée par la National Science Foundation et l'Environmental Protection Agency

Des études antérieures ont impliqué des concentrations élevées de nanoparticules dans un environnement de laboratoire, ce que soulignent les chercheurs, ne représente pas les conditions du "monde réel".

« Les résultats des études en laboratoire sont difficiles à extrapoler aux écosystèmes, où les expositions seront probablement à de faibles concentrations et il existe une diversité d'organismes, " a déclaré Colman.

Les nanoparticules d'argent sont utilisées dans les produits de consommation car elles peuvent tuer les bactéries, inhibant les odeurs indésirables. Ils fonctionnent à travers une variété de mécanismes, y compris la génération de radicaux libres d'oxygène qui peuvent endommager l'ADN des membranes microbiennes sans endommager les cellules humaines.

La principale voie par laquelle ces particules pénètrent dans l'environnement est un sous-produit des usines de traitement des eaux usées. Les nanoparticules sont trop petites pour être filtrées, ainsi elles et d'autres matériaux finissent dans le traitement des eaux usées résultant "boues, " qui est ensuite épandu à la surface du sol comme engrais.

Pour leurs études, les chercheurs ont créé des mésocosmes, qui sont petits, structures artificielles contenant différentes plantes et micro-organismes censés représenter l'environnement. Ils ont appliqué des boues avec de faibles doses de nanoparticules d'argent dans certains des mésocosmes, puis ont comparé les plantes et les micro-organismes des mésocosmes traités et non traités après 50 jours.

L'étude est parue en ligne le 27 février dans la revue PLOS Un .

Les chercheurs ont découvert que l'une des plantes étudiées, une graminée annuelle commune connue sous le nom de Microstegium vimeneum, avait 32 pour cent moins de biomasse dans les mésocosmes traités avec les nanoparticules. Les microbes ont également été affectés par les nanoparticules, dit Colman. Une enzyme associée à aider les microbes à faire face aux stress externes était 52% moins active, tandis qu'une autre enzyme qui aide à réguler les processus au sein de la cellule était 27% moins active. La biomasse globale des microbes était également inférieure de 35 pour cent, il a dit.

"Nos études sur le terrain montrent des réactions indésirables des plantes et des micro-organismes suite à une seule faible dose de nanoparticules d'argent appliquée par un biosolide d'égout, " a déclaré Colman. " On estime que 60 pour cent des 5,6 millions de tonnes moyennes de biosolides produits chaque année sont appliqués à la terre pour diverses raisons, et cette pratique représente une voie d'exposition importante et peu étudiée des écosystèmes naturels aux nanoparticules artificielles. »

"Nos résultats montrent que les nanoparticules d'argent dans les biosolides, ajouté à des concentrations qui seraient attendues, causé des impacts au niveau de l'écosystème, " a déclaré Colman. " Plus précisément, les nanoparticules ont conduit à une augmentation des flux de protoxyde d'azote, changements dans la composition de la communauté microbienne, biomasse, et l'activité enzymatique extracellulaire, ainsi que des effets spécifiques aux espèces sur la végétation aérienne."

Les chercheurs prévoient de continuer à étudier les effets à long terme des nanoparticules d'argent et d'examiner une autre nanoparticule omniprésente – le dioxyde de titane.