A nanoplasztikumok felhalmozódnak a szárazföldi növény szövetében

Mivel a környezetvédők és a fogyasztók körében egyre nagyobb az aggodalom az óceánokban és a tenger gyümölcseiben található mikro- és nanoműanyagok miatt, ezeket egyre inkább tengeri környezetben tanulmányozzák - állítják Baoshan Xing a Massachusetts Amherst Egyetemen és munkatársai Kínában. De "keveset tudunk a nanoműanyagok földi környezetben való viselkedéséről, különösen a mezőgazdasági talajokról" - teszik hozzá.

szövetében

Xing, az UMass Amherst Stockbridge-i Mezőgazdasági Iskolájának környezetvédelmi tudósa és a kínai Shandong Egyetem munkatársai rámutattak, hogy mindeddig nem volt közvetlen bizonyíték arra, hogy a nanoplasztikus műanyagokat a földi növények internalizálják.

Kijelentik: "Megállapításaink közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak arra vonatkozóan, hogy a nanoműanyagok felszíni töltésüktől függően felhalmozódhatnak a növényekben. A nanoművek növényi felhalmozódása közvetlen ökológiai hatásokkal és következményekkel járhat a mezőgazdasági fenntarthatóság és az élelmiszer-biztonság szempontjából." Mind a pozitív, mind a negatív töltésű nanoműanyagok felhalmozódnak az általánosan használt laboratóriumi modellnövényben, az Arabidopsis thaliana-ban.

Xing hozzáteszi, hogy a globális széleskörű felhasználás és a környezetben való kitartás "óriási" mennyiségű műanyag hulladékot eredményez. Azt mondja: "Kísérleteink mikroszkópos, molekuláris és genetikai megközelítéssel bizonyították, hogy a laboratóriumban szövetek és molekulák szintjén felvették és felhalmozódtak a növények a növények nanoplasztikus műanyagaiban. Ezt gyökértől hajtásig bizonyítottuk." A részletek a Természet Nanotechnológiájában találhatók a héten.

Xing rámutat, hogy a nanoplasztikus részecskék lehetnek olyan kicsiek, mint egy fehérje vagy egy vírus. Az időjárás és a lebomlás megváltoztatja a műanyag fizikai és kémiai tulajdonságait, és felszíni töltéseket kölcsönöz, ezért a környezeti részecskék eltérnek a laboratóriumban gyakran használt érintetlen polisztirol nanoplasztikáktól. "Ezért szintetizáltunk pozitív vagy negatív felületi töltésű polisztirol nanoplaszt műanyagokat a kísérleteinkhez."

Segített a tanulmány megtervezésében, az eredmények értelmezésében, a kézirat értékelésében és felülvizsgálatában, miközben a Shandong Egyetemen egy nagy csapat, Xian-Zheng Yuan és Shu-Guang Wang vezetésével.

Arabidopsis növényeket különböző töltésű, fluoreszcensen jelölt nanoplasztikákkal kevert talajban növesztettek a növények tömegének, magasságának, klorofilltartalmának és gyökérnövekedésének felmérésére. Hét hét után azt figyelték meg, hogy a növények biomassza és magassága alacsonyabb volt a nanoműanyagnak kitett növényekben, mint például a kontrollokban.

"A nanoplasztikák csökkentették a modellnövények teljes biomasszáját" - teszi hozzá Xing. "Kisebbek voltak, és a gyökerek sokkal rövidebbek voltak. Ha csökkentjük a biomasszát, az nem jó a növény számára, csökken a termésmennyiség, és veszélybe kerülhet a növények tápértéke."

Hozzáteszi: "Megállapítottuk, hogy a pozitív töltésű részecskéket nem vették fel annyira, de károsabbak a növényre. Nem tudjuk pontosan, miért, de valószínű, hogy a pozitív töltésű nanoplasztikák jobban kölcsönhatásba lépnek a vízzel, a tápanyagokkal és a gyökerei, és különböző génexpressziós csoportokat váltottak ki. Ezt tovább kell vizsgálni a növényi növényekben a környezetben. Addig nem tudjuk, hogy ez hogyan befolyásolhatja a terméshozamot és az élelmiszer-növények biztonságát. "

A csapat a palántákat is elemezte, hogy megvizsgálja a gyökerek érzékenységét a töltött nanoplasztikával szemben. 10 napig kitéve a csemete növekedése gátolt volt a kontroll csemetékéhez képest. A felelős molekuláris mechanizmusok azonosításához a kutatók a gyökerek és hajtások RNS-Seq transzkripciós elemzését használták, majd három gyökérgénen és négy hajtásgénen kvantitatív PCR-vizsgálattal igazolták az eredményeket.

"A felületi töltéstől függetlenül az Arabidopsis 200 nm-nél kisebb méretű nanoműanyagokat képes felvenni és szállítani" - írják. "Ebben a tanulmányban elsősorban azt mutatjuk be, hogy a nanoműanyagok felvételének és transzportjának útja a gyökérszövetekben különbözött a különböző töltésű nanoműanyagok között."