افزايش ميزان نانوذرات در محيط زيست

تحقيقات جديد نشان مي دهند که افزايش نانوذرات در طبيعت مي تواند منجر به تجمع آنها در زنجيره غذايي شود. مطالعاتي که توسط گروه هاي تحقيقاتي بر روي نانوذرات طلا AU ‏و نانوذرات کادميم سلنايد CdSe صورت گرفته است، نشان مي دهد که اين نانوذرات از قسمت هاي زيرين زنجيره غذايي به قسمت هاي بالاي زنجيره منتقل مي شوند. و اين مشاهده به اين دليل است که موجودات بالاي زنجيره از موجودات زيرين تغذيه مي کنند. تعدادي از اين نوع آلودگي، توسط گياهان و باکتري ها در قسمت هاي زيرين زنجيره غذايي رو به افزايش است. اما موضوع نگران کننده اين است که افزايش غلظت، بيشتر در قسمت هاي بالاتر زنجيره ديده مي شود. بدين معنا که اين مواد در زنجيره غذايي و در موجودات زنده بالاتر زنجيره با غلظت هاي بيشتري انباشته مي شوند. مي توان حشره کش د.د.ت را به عنوان يک مثال قديمي عنوان کرد.
يک گروه تحقيقاتي از دانشگاه کاليفرنيا و گروه تحقيقاتي ديگري از دانشگاه کنتاکي سعي دارند بفهمند که آيا نانوذرات نيز مي توانند بدين صورت رفتار کنند. آنها به اتفاق دريافته اند که ميزان نانوذرات به مقدار کمي در طبيعت رو به افزايش است. و اين نتيجه بر اساس آشکار سازي مستقيم افزايش غلظت آلوده کننده ها به دست آمده است.
گروه تحقيقاتي دانشگاه کنتاکي، کرم هايي را که از گياه ‏تنباکو تغذيه کرده بودند، مورد بررسي قرار دادند. محلول هاي به دست آمده از اين کرم ها حاوي غلظت هاي متفاوتي از نانوذرات طلا بودند. بزرگي اين غلظت ها 6-12 ‏مرتبه از غلظت موجود در بافت خود گياه بيشتر است.
گروه تحقيقاتي دانشگاه کاليفرنيا نيز نشان دادند که ميزان اين مواد آلوده کننده، در تک ياخته ها 5 مرتبه ‏ بيشتر از باکتري پزودوموناس است.
‏يافته هاي اين دو گروه بسيار شبيه به يکديگر است. و نکته قابل توجه آن که، اين اطلاعات از دو نوع محيط زيست به دست آمده است. کار تحقيقاتي روي کرم ها که يک زنجيره غذايي خاکي و ساده را نشان مي دهد. و کار بر روي تک ياخته ها که به محيط هاي آبي مربوط مي شود. نتايج به دست آمده از تحقيقات روي طلا بسيار حيرت آور است، چون غلظت فلزات (به استثنا تعداد کمي از آنها) در محيط زيست افزايش نمي يابد. "برتش" يکي از پژوهشگران مي گويد: "نکته حيرت آور اين است که حذف نانوذرات فلزي در فرايند هاي صنعتي کافي نيست و بنابراين فلزات در محيط باقي مانده و در بافت ها انباشته مي شوند."

آيا مي توان اين نتيجه را تعميم داد؟
 

‏"جيمز ليد" که آسيب هاي محيطي نانوذرات را در دانشگاه بيرمنگام انگلستان بررسي مي کند، مي گويد: "يافته ها پتانسيل مهم سازوکارهاي انتقال را براي بشر نشان مي دهد و از آنجا که افراد بشر در راس زنجيره غذايي قرار دارند. در صورتي که افزايش غلظت نانوذرات ادامه پيدا کند، مي تواند خطرناک باشد. و او مي افزايد: به سختي مي توان اين نتيجه را بين تمام نانوذرات تعميم داد. زيرا آنها داراي متغيرهاي فيزيکي و شيميايي
مختلفي مي باشند." برتش ضمن اعلام موافقت مي گويد: "تعميم دادن اين نتيجه بسيار سخت و دشوار است. آنچه ما سعي بر انجام آن داريم، کار روي مواد گوناگون است که در ضمن آن نگاهي به تفاوت هاي آنها داشته باشيم. او اشاره مي کند که: طلا نقطه آغاز خوبي است چون پايدار و بي اثر (واکنش ناپذير) است. در حالي که مطالعه بر روي نانوذرات نقره با چالش هاي بيشتري مواجه مي شود. زيرا داراي گونه هاي متفاوت شيميايي است."
بر اساس اظهارات "ريچارد هولبروک" مهندس شيمي در موسسه ملي استاندارد؛ بيشتر نوشته هاي موجود در مورد افزايش غلظت مواد در طبيعت، فاقد اطلاعات تعيين کننده اي در مورد خصوصيات نانوذرات است و مي بايست اين يافته ها براي مواد ديگري آشکار شوند. او مي گويد گروه هاي تحقيقاتي کاليفرنيا و کنتاکي در اين مورد کار مفيدي انجام داده اند.
چون مطالعات روي گونه هاي خاصي صورت گرفته است. نمي توان نتيجه را براي ديگر گياهان و باکتري ها تعميم داد. هلدن مي گويد: "مي توان گستره متفاوتي از جذب نانوذرات را در بين موجودات انتظار داشت." ولي او گمان نمي کند که هميشه يک رويکرد مورد به مورد در بين موجودات لازم باشد. او مي گويد: "ما هنوز در مرحله اول جمع آوري اطلاعات هستيم و اميدوارم بتوانيم به سرعت به يک مدل کلي دست يابيم."

طراحي نانو ذرات ايمن تر
 

‏هولبروک مي پرسد اگر شما گزارش هايي ازاين قبيل را براي افزايش غلظت نانوذرات منتشر کنيد چه اتفاقي مي افتد؟ آنها مي گويند اميدواريم که کارخانجات بتوانند روشي طراحي کنند و خصوصيات خطرناک نانوذرات را اصلاح کنند. براي مثال در اين مورد با پوشاندن نانوذره اين کار صورت مي گيرد. در آخرين کاري که توسط گروه تحقيقاتي هلدن صورت گرفت. عنوان شده است که برهمکنش نانوذره منجر به آسيب رساندن به غشاء (اين عمل توسط تشکيل راديکال آزاد صورت مي گيرد) سلول مي شود. و باعث وارد شدن اين نانوذره به درون سلول مي شود. بنابراين هلدن مي گويد: "پوشاندن نانوذرات تشکيل راديکال آزاد را کاهش مي دهد و نانوذرات را ايمن تر مي سازد."
‏هولبروک اشاره مي کند که مي بايست تعادل خوبي بين ايمني و عملکرد ماده برقرار باشد. او مي گويد: "شما مي توانيد يک نانوذره نوعي بي خطر براي محيط زيست طراحي کنيد. که آن از نظر تجاري هيچ ارزشي نداشته باشد. طراحي چنين موردي که در آن هيچ جنبه نوآوري وجود ندارد، مفيد نيست. و يا شما مي توانيد نانوذراتي نوعي توليد کنيد که منجر به توليد محصولات بسيار بي نظيري مي شوند، ولي بسيار سمي
‏و خطرناک هستند که اين براي محيط زيست امري غير عقلاني است. سوال من اين است که آيا شما مي توانيد نانوذره اي توليد کنيد که از هر دو نظر (از نظر ايمني و تجاري)بهترين باشد؟"

منبع: دانشمند ش 572