Nanopartiklar som kolnanorör (CNT), som finns i ett ständigt ökande antal produkter, hamnar allt oftare i vår omgivning. Om och hur de påverkar akvatiska ekosystem är frågor som fortfarande är obesvarade. En Empa-studie visar att även om CNT inte har toxiska effekter på gröna alger, hämmar de dess tillväxt genom att beröva växten ljus och utrymme.

Kolnanorör (CNT) är upp till 100, 000 gånger tunnare än ett människohår och lika lätt som plast. Trots detta har de en högre draghållfasthet än stål, är hårdare än diamant och leder elektricitet bättre än koppar. Dessa egenskaper gör CNT till ett råmaterial med en mycket lovande framtid. Över hela världen utreds möjliga tillämpningar, inklusive användning i solceller, plast, batterier, medicinsk teknik och rening av dricksvatten.

Med den ökande industriella produktionen av CNT som nu når nivån på hundratals ton per år, mängden av dessa partiklar som skulle kunna släppas ut i miljön har också ökat. Vissa studier har lyft möjligheten att CNT som sitter fast i lungorna kan orsaka liknande hälsoeffekter som asbestfibrer. Ett tvärvetenskapligt team av forskare från Empa och Agroscope Reckenholz-Taenikon (ART) Research Station har nu börjat undersöka grunderna för hur CNTs beter sig när de deponeras i vattendrag och sjöar.

Alger förblir friska men växer långsammare

Under projektets gång, som finansieras av de schweiziska nationella fonderna, forskare vidareutvecklade en kemisk standardmetod för att mäta tillväxten och fotosyntetisk aktivitet hos grönalger som exponeras för CNT. De upptäckte att även i närvaro av höga koncentrationer av CNT bibehåller algerna normala nivåer av fotosyntes, även om tillväxttakten minskar. Det märktes också att när CNT läggs till algsuspensionen, dess färg mörknar och algerna bildar klumpar med nanorören. Trots detta finns det inga bevis för att nanorören absorberas av växterna.

Utredarna kom fram till att därför, att algerna växer långsammare eftersom de håller ihop till följd av förekomsten av CNT och därför får mindre ljus. För att bevisa detta, de utvecklade ytterligare två tester som gjorde det möjligt för dem att kvantitativt mäta de skugg- och agglomerationseffekter som nanorören hade på algerna. Resultaten visar att den långsammare tillväxten av organismerna i själva verket främst beror på dessa två faktorer. Slutsatsen är därför att CNT inte är direkt giftiga för grönalger, som tidigare studier har visat. I närvaro av CNT, alger har helt enkelt inte idealiska tillväxtförhållanden eftersom, som landväxter, de behöver tillräckligt med utrymme och ljus för att göra det. Klumpnings- och skuggeffekterna som observerades visar sig endast vid förhöjda CNT-koncentrationer på mer än ett milligram per liter, dock. Dessa nivåer av kolnanorörskoncentrationer är för närvarande osannolikt att uppnås i miljön.