Подпишись

Как сельскохозяйственные культуры впитывают в себя наночастицы

Впервые ученые отследили поглощение сельскохозяйственными культурами наночастиц из почвы и проанализировали химическое состояние их металлических элементов. Оказалось, что цинк растворяется и накапливается по всему растению, в то время как церий в тканях

        Впервые ученые отследили поглощение сельскохозяйственными культурами наночастиц из почвы и проанализировали химическое состояние их металлических элементов. Оказалось, что цинк растворяется и накапливается по всему растению, в то время как церий в тканях растения не растворяется. Эти результаты вносят свой вклад в противоречивые дебаты о токсичности наночастиц для растений и вероятности попадания искусственных наночастиц в пищевую цепочку. Исследование было опубликовано 6 февраля в журнале ACS Nano.

        Международную исследовательскую команду возглавил Jorge Gardea-Torresdey из Университета Техаса в Эль-Пасо. В нее вошли ученые из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре, Национальной лаборатории ускорителей SLAC в Стэндорде (Калифорния) и с Европейской установки синхротронного излучения (ESRF) в Гренобле (Франция).

        "На рынке появляется все большее число товаров, содержащих искусственные наночастицы, которые в конечном итоге окажутся в воде, почве и воздухе. Вот почему очень важно изучать взаимодействие между сельскохозяйственными культурами и наночастицами, так как возможная транслокация последних в пищевую цепочку начинается здесь", - говорит Jorge Gardea-Torresdey, профессор и декан факультета химим Университета Техаса в Эль-Пасо.

Как сельскохозяйственные культуры впитывают в себя наночастицы

        Ученые сосредоточили свое внимание на соевых бобах, пятой по величине культуре в мировом сельскохозяйственном производстве и второй в США. Почва, в которой росли растения, смешали с окисью цинка (ZnO) и двуокисью церия (CeO2, наноцерий) — наночастицами, являющимися одними из наиболее часто используемых в индустрии. ZnO широко применяется в солнцезащитных продуктах, в газовых сенсорах, антибактериальных агентах, оптических и электронных устройствах, а также в качестве красителя.

        Наноцерий — великолепный катализатор для внутреннего сгорания и крекирования нефти. Он также используется в газовых сенсорах, солнцезащитных товарах и косметических кремах. Когда соя в парниках поспела, ученые приступили к изучению распределения цинка и церия по растению. Использование микроскопических рентгеновских лучей в синхротроне на базе ESRF и Стэнфордского источника синхротронного излучения (SSRL) позволило исследователям определить химическую форму этих металлов, к примеру, были ли они по-прежнему связаны с наночастицами или растворились и образовали связи с тканями растения.

        Оказалось, что церий присутствует не только в узелках растения, близких к почве, но и в стручках. Детализированный спектральный анализ сигналов рентгенограммы показал, что церий в узелках и стручках — в том же химическом состоянии, что и в наночастицах. Однако часть церия изменила степень окисления с Ce(IV) до Ce(III), что может изменить химическую активность наночастиц.

Как сельскохозяйственные культуры впитывают в себя наночастицы

        Цинк был обнаружен в узелках, стеблях и стручках в больших концентрациях, чем у контрольной группы. Спектральный анализ не показал присутствия в растениях цинка, связанного в виде ZnO наночастиц, что означает биотрансформацию цинка в наночастицах. Спектр позволяет предположить, что органические кислоты, такие как цитраты, являются возможными лигандами для цинка.

        "Поскольку цинк присутствует в большинстве растений, неудивительно, что цинк из наночастиц в почве способен проникнуть в ткань растений. Но растения способны усваивать более опасные элементы, такие как кадмий или мышьяк, которые, используясь в наночастицах, могут представлять реальную угрозу", - говорит Hiram Castillo.

        "Наши результаты также показали, что, если наноцерий CeO2 присутствует в почве, он может поглощаться пищевыми сельскохозяйственными культурами. У церия нет химического партнера в тканях растения, и он не биотрансформируется в соевых бобах, но он все равно достигает пищевой цепочки и следующего поколения сои", - добавляет Jorge Gardea-Torresdey.

        "Следует помнить, что как только искусственные наночастицы попадают в пищевую цепочку, процесс становится накопительным. Допустимые сегодня уровни завтра могут стать опасными. Поэтому важно изучать не только возможность поглощения синтетических наночастиц из почвы, но и то, как они биотрансформируются в растениях", - заключает ученый.

 

Источник: https://econet.ru/

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Не бойтесь кого—то потерять. Вы не потеряете того, кто нужен Вам по жизни. Теряются те, кто послан вам для опыта. Остаются те, кто послан Вам судьбой. Фридрих Ницше
    Что-то интересное