(Phys.org) – Ett team från Duke University har funnit att nanopartiklar som kallas enkelväggiga kolnanorör ackumuleras snabbt i bottensedimenten i en experimentell våtmarksmiljö, en åtgärd som de säger kan indirekt skada den akvatiska näringskedjan.

Resultaten indikerar liten risk för människor att få i sig partiklarna genom dricksvatten, säger forskare vid Duke's Center for the Environmental Impplications of Nanotechnology (CEINT). Men forskarna varnar för att baserat på deras tidigare forskning, tendensen för nanorören att ackumuleras i sediment kan indirekt skada den akvatiska näringskedjan på lång sikt om nanopartiklarna ger "trojansk häst" piggyback-turer till andra skadliga molekyler.

Resultaten visas online i tidskriften Miljövetenskap:Nano .

Kolnanorör blir snabbt vanligare på grund av deras användbarhet i nanoelektriska enheter, kompositmaterial och biomedicin.

Duke-studien gjordes med småskaliga replikeringar av en våtmarksmiljö, kallas "mesokosmos, "som inkluderar jord, sediment, mikrober, insekter, växter och fiskar. Dessa ekosystem-i-en-låda är "halvstängda, " vilket betyder att de får frisk luft och regnvatten men inte dränerar till sin omgivning. Även om de inte är perfekta representationer av en naturlig miljö, mesokosmos ger en rimlig kompromiss mellan laboratoriet och den verkliga världen.

"Våtmarksmesokosmerna vi använde är en mycket närmare approximation av de naturliga processer som ständigt rör sig i miljön, sa Lee Ferguson, docent i civil- och miljöteknik vid Duke. "Även om det är omöjligt att veta om våra resultat är helt korrekta för naturliga ekosystem, det är tydligt att de processer vi har sett bör övervägas av tillsynsmyndigheter och tillverkare."

Ferguson och hans kollegor doserade mesokosmos med enkelväggiga kolnanorör och mätte deras koncentrationer i vattnet, mark och levande organismer under loppet av ett år. De fann att den stora majoriteten av nanopartiklarna snabbt samlades i sedimentet på "dammens" golv. Dock, de hittade inga tecken på ansamling av nanopartiklar i några växter, insekter eller fiskar som lever i mesokosmos.

Även om detta är goda nyheter för människor eller andra djur som dricker vatten efter ett potentiellt spill eller annan föroreningshändelse, ackumuleringen i sediment skapar oro för både sedimentlevande organismer och djuren som äter dem. Tidigare forskning har visat att kolnanorör tar lång tid att brytas ned genom naturliga processer – om de gör det alls – och någon kemikalie som binder till dem kan inte heller lätt brytas ned.

"Dessa nanopartiklar är riktigt bra på att haka fast på andra molekyler, inklusive många kända organiska föroreningar, ", sa Ferguson. "Tillsammans med deras snabba ansamling i sediment, detta kan tillåta problematiska kemikalier att dröja kvar istället för att försämras. Nanopartikelföroreningspaketet kan sedan ätas av sedimentlevande organismer i en sorts "trojansk häst"-effekt, så att de adsorberade föroreningarna kan ackumuleras uppåt i näringskedjan.

"Den stora frågan är om dessa föroreningar kan avlägsnas från kolnanorören av dessa djurs matsmältningssystem efter att ha förtärts, " fortsatte Ferguson. "Det är en fråga vi jobbar på att besvara nu."