Queens forskare har upptäckt att nanopartiklar, som nu finns i allt från strumpor till salladsdressing och solkräm, kan ha irreparabelt skadliga effekter på marksystem och miljö.

"Miljontals ton nanopartiklar tillverkas nu varje år, inklusive silvernanopartiklar som är populära som antibakteriella medel, " säger Virginia Walker, professor vid biologiska institutionen. "Vi började undra vilken inverkan alla dessa nanopartiklar kan ha på miljön, särskilt på marken."

Teamet skaffade ett jordprov från Arktis som en del av deras engagemang i initiativet International Polar Year. Jorden kom från en avlägsen arktisk plats eftersom de ansåg att denna mark hade störst chans att vara oförorenad av några nanopartiklar.

"Vi hade inte trott att vi skulle se någon större inverkan, men istället visar våra resultat att silvernanopartiklar kan klassificeras som mycket giftiga för mikrobiella samhällen. Detta är särskilt oroande när man tänker på sårbarheten hos det arktiska ekosystemet."

Dr Walker noterade vidare att även om tekniska framsteg är viktiga, världen har en historia av att välkomna innovationer innan de reflekterar över deras inverkan på miljön. Sådana exempel inkluderar upptäckten av insekticiden DDT, användningen av läkemedlet talidomid under graviditeten och den utbredda användningen av syntetiska gödningsmedel.

Forskarna undersökte först de inhemska mikrobsamhällena som lever i de oförorenade jordproverna innan de tillsatte tre olika typer av nanopartiklar, inklusive silver. Jordproverna lämnades sedan i sex månader för att se hur tillsatsen av nanopartiklarna påverkade mikrobsamhällena. Det forskarna fann var både anmärkningsvärt och oroande.

Den ursprungliga analysen av den oförorenade jorden hade identifierat en nyttig mikrob som hjälper till att fixera kväve till växter. Eftersom växter inte kan fixera kväve själva och kvävefixering är avgörande för växtnäring, närvaron av dessa speciella mikrober i jorden är avgörande för växternas tillväxt. Analysen av jordprovet sex månader efter tillsatsen av silvernanopartiklarna visade att försumbara mängder av de viktiga kvävefixerande arterna fanns kvar och laboratorieexperiment visade att de var mer än en miljon gånger mottagliga för silvernanopartiklar än andra arter.

Dessa banbrytande fynd av Queens forskare Niraj Kumar och Virginia Walker och Dowling Colleges Vishal Shah har publicerats idag i Journal of Hazardous Materials , den högst rankade tidskriften inom Civil Engineering.