Forskning vid Oregon State University har kastat nytt ljus över hur en allt vanligare konsumentproduktkomponent - silvernanopartiklar - potentiellt kan störa behandlingen av avloppsvatten.

Resultaten tyder på att konventionella metoder för testning av toxicitet för silverkoncentrationer vid reningsverk kan ge resultat som ger en falsk känsla av säkerhet.

Forskningen är viktig eftersom om silver, som har bredspektrum antibakteriella egenskaper, försvårar arbetet med växternas fördelaktiga bakterier, då hamnar för många näringsämnen i vattenvägar.

Det kan i sin tur leda till övergödning:Ett överflöd av näringsämnen i en vattendrag som resulterar i en explosion av vegetation, som en algblomning, och en klämning ur djurlivet på grund av syrebrist.

"Silver nanopartiklar införlivas i en rad produkter, inklusive sårförband, Kläder, vattenfilter, tandkräm och till och med barnleksaker, "sa motsvarande författare Tyler Radniecki, en miljöteknisk biträdande professor vid OSU. "Nanopartiklarna kan hamna i avloppsströmmar genom tvättning eller bara regelbunden användning av produkten."

Radnieckis och kollaboratörer vid Engineering College såg på silvernanopartiklar, det joniska silveret de släpper ut och en ammoniakoxiderande bakterie, Nitrosomonas europaea .

Ammoniakoxiderande bakterier, eller AOB, är avgörande eftersom de omvandlar ammoniak till nitrit för att påbörja processen att få ett av dessa näringsämnen, kväve, ur avloppsvattnet. Studien tittade på både fritt flytande, eller plankton, N. europaea och även biofilmerna de skapar.

OSU -forskningen bekräftade tidigare observationer att biofilmer är bättre kapabla än planktonbakterier för att avvärja silverets effekter.

"Biofilmer visade högre motstånd för flera faktorer, "Radniecki sa." Den ena var helt enkelt mer cellmassa, och det översta lagret av celler fungerade som en offersköld som gjorde att bakterierna nedanför inte kunde hämmas. Långsam tillväxt var också ett skydd mot silvertoxicitet eftersom de enzymer som silver hindrar från att vända inte vänder lika ofta. "

Mer viktigt, verket avslöjade en ny rynka:Att hämningen av AOB:s ammoniakomvandlingsförmåga mer är en funktion av silverexponeringstiden än nivån av silverkoncentration.

"De flesta studier som undersöker inhibering av avloppsvattenbiofilmer med nanopartiklar har genomförts i kortsiktiga exponeringsscenarier, mindre än 12 timmar, "Sa Radniecki." Också, de har använt lika mycket tid för hydrauliskt uppehåll och slamhållning. "

Problemet med det, han förklarar, är att i en reningsanläggning som använder biofilm, slamretentionstiden - den tid bakterierna är i växten - kommer att vara mycket längre än den hydrauliska uppehållstiden, dvs den tid avloppsvattnet är i anläggningen.

"Som tillåter, över tid, för ackumulering och koncentration av metallföroreningar, inklusive joniskt silver och silver nanopartiklar, sa Radniecki, vars arbete innebar exponeringstider på 48 timmar. "De immobiliserade biofilmcellerna utsätts för en mycket större volym vatten och massa föroreningar än planktonsellsystemen. Vad det betyder är, resultaten av korttidsstudier kan inte inkludera den förväntade ackumuleringen av silver i biofilmen; övervakningsanläggningar för avloppsvatten kan underskatta den potentiella toxiciteten på lång sikt, exponeringssituationer med låg koncentration. "