Toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna · o 2013 Sílvia 1Lopes , Fabianne 2Ribeiro1,...

17
Susana Loureiro E2N 2013 Sílvia Lopes 1 , Fabianne Ribeiro 1 , Jacek Wojnarowicz 2 , Witold Lojkowski 2 , Kerstin Jurkschat 3 , Alison Crossley 3 , Amadeu M. V. M. Soares 1 e Susana Loureiro 1 1 Dept. de Biologia e CESAM, Universidade de Aveiro 2 Instytut Wysokich Cisnien PAN, Institute of High Pressure Physics, Polish Academy of Sciences 3 -Dept. of Materials, Oxford University, UK [email protected] http://www.cesam.ua.pt/susanaloureiro Toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna: efeitos dependentes do tamanho, dissolução e componente não-nano

Transcript of Toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna · o 2013 Sílvia 1Lopes , Fabianne 2Ribeiro1,...

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Sílvia Lopes1, Fabianne Ribeiro1, Jacek Wojnarowicz2, Witold Lojkowski2, Kerstin

Jurkschat3, Alison Crossley3, Amadeu M. V. M. Soares1 e

Susana Loureiro1

1 Dept. de Biologia e CESAM, Universidade de Aveiro

2 Instytut Wysokich Cisnien PAN, Institute of High Pressure Physics, Polish Academy of Sciences 3 -Dept. of Materials, Oxford University, UK

[email protected]

http://www.cesam.ua.pt/susanaloureiro

Toxicidade de nano-óxido de zinco

em Daphnia magna:

efeitos dependentes do tamanho, dissolução e

componente não-nano

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Shower

% of applied dose

down drain.

Form of ENP? Free,

aggregated,

associated with

biological material?

Potential sewer

transformation?

Loss in primary, or secondary

settlement tanks?

Loss in secondary

treatment?

Sludge (to land)

Toxicity to

Soil organisms

River exposure?

Representative dose

Cosmetic

nanotechnology

product

Toxicity to

aquatic

organisms

Fig. 1. Schematic illustrating key issues concerning the disposal fate and

environmnetal relase pathways of an example “down the drain”

nanotechnology product (e.g. ZnO ENP containing sunscreen.

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Exemplo de algumas propriedades fisico-químicas requeridas pelo REACH

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Quais as propriedades/características importantes para implementar a

legislação?

Como explicar as diferenças de toxicidade entre nanopartículas?

Como usar este conhecimento e como desenvolver o conhecimento?

I&D vs empresas/indústria

Para o desenvolvimento de nanomateriais “verdes”

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Objetivo: avaliar a toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna

Avaliar as diferenças de toxicidade tendo em conta os tamanhos das partículas

Verificar a relação entre a toxicidade e os comportamentos das partículas

Nano-ZnO - 30nm e 80-100 nm

ZnO 200nm

ZnCl2

Daphnia magna

Características e

comportamento no meio-teste

Mortalidade

Reprodução

Alimentação (filtração)

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3 50 ml vol.

+ ASTM meio artificial

com químico

+ Sem alimento

24h

48h

agitar 11 sec…

Esperar10 sec…

Contar quantos animais estão móveis

Daphnia magna

Neonatos<24h

Teste de Imobilização

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Teste de inibição alimentar

120 ml vol.

+ ASTM água sintética

com químico +

alga

5 x 105 cel./ml

Pseudokirchneriella subcapitata

24h

Exposição

Teste de reprodução

50 ml vol.

+ ASTM meio artificial

com químico

Daphnia magna <24h

21 dias

Daphnia magna com 4dias

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Caracterização

helium pycnometer - densidade

X-ray diffraction (XRD) – confirmar ZnO

scanning electron microscope (SEM)

Hydrodynamic diameter size -Dynamic Light Scattering (DLS)

Zeta potential -Laser Doppler Electrophoresis (LDE)

ZnO pó (seco) e ZnO dispersão em meio ASTM

Suspension is filtered (200 nm)

ZnO ASTM water

sampling

Centrifuged for 20 minutes

colorimetric analysis

Dissolução

tempo T0

T24h

T48h

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

ZnO 30 nm ZnO 80-100 nm ZnO 200 nm

ZnO Nanosun Nanotrade

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Resultados e Discussão

Resultados em EC50- concentração que causa 50% de efeito (mg Zn/L)

Teste de Imobilização- teste agudo

48h-CL50

(mg/L) R2

ZnCl2 0.76 1

ZnO 30 nm 1.02 ± 0.24 0.998

ZnO 80-100 nm 1.10 ± 0.05 0.998

ZnO > 200nm 0.89 ± 0.03 0.998

[Zn2+ mg/l]

Size by DLS,

Z-Average

d [nm]

ZP by LDE

[mV]

ZnO 30 nm 0.51 4533 -2.84 ZnO 80-100

nm 0.43 3560 -2.02

ZnO 200

nm 0.8 3365 -19.8

T48h

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3 24h-EC50

(mg/L)

ZnCl2 >3.2 <12.8

ZnO 30nm 1.41 ± 0.03

ZnO 80-100nm 2.00 ± 0.03

ZnO 200nm 1.89 ± 0.30

Mortalidade > com

alimento e idade

NP >> toxicidade

Dissolução 0.4 mg Zn/L

3373 nm

2675 nm 2217 nm

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

CE50

(mg/L)

ZnCl2 >0.25 <0.40

ZnO 30 nm 0.26 ± 0.03

ZnO 80-100 nm 0.36 ± 0.03

ZnO > 200nm 0.30 ± 0.03

Toxicidade dependente

apenas do Zn dissolvido

Zn2+=0.51mg/L

Zn2+=0.43mg/L Zn2+=0.8mg/L

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

Conclusões

Modo de ação

Espécies

Parâmetros

Tempo

Su

sa

na

Lo

ure

iro

E2

N 2

01

3

European Commission under the Seventh Framework Programme. Theme 4:

NMP – Nanosciences, Nanotechnologies, Material and new Production

Technologies and Theme 6 – Environment (including Climate Change). Grant

Agreement no. CP-FP 247739 NanoFATE

http://www.nanofate.eu

Financiamento pelo FEDER através do COMPETE- Programa Operacional Factores de

Competitividade, e financiamento nacional através da FCT-Fundação para a Ciência e Tecnologia

(FCOMP-01-0124-FEDER-00008600).