Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10492/139
Title: Ecotoxicological evaluation of synthetic nanoparticles and particulate environmental samples
Other Titles: Sünteetiliste nanoosakeste ja tahkete keskkonnaproovide ökotoksikoloogiline hindamine
Authors: Heinlaan, Margit
Keywords: ökotoksikoloogia
ökotoksilisus
nanoosakesed
metalloksiidid
saasteained
keskkonnaseire
riskitegurid
dissertatsioonid
Issue Date: 2010
Publisher: Eesti Maaülikool
Abstract: Viimasel kümnendil on nanotehnoloogia võidukäik teadlaste huviorbiiti toonud täiesti uuetüübilised osakesed - sünteetilised nanoosakesed. Nanosuurus (1-100 nm) annab osakestele erilised omadused võrreldes nende mikrosuuruses analoogidega, millest on tingitud suured ootused nanotehnoloogilisele progressile nii tööstuses kui meditsiinis. Käesolevas doktoritöös uuriti nanosuuruses ZnO, TiO2 ja CuO ökotoksilisust vee-organismidele. Kuna ZnO ja TiO2 nanoosakesi kasutatakse üha rohkem päikesekaitsekreemides ja teistes kosmeetikatoodetes, kasvab nende tootmine pidevalt ilma, et oleks kogutud piisavat informatsiooni nende keskkonnamõjude kohta. Kuna tegu on osakestega, tuleb nende mõjusid uurides arvestada, et mõned organismid (näit. bakterid) võivad olla neile eksponeeritud kontakti kaudu, samal ajal kui osakestest toituvad organismid võivad neid ka alla neelata. Nanosuurusest tulenev osakeste suur eripind suurendab ka otsesest kontaktist tulenevat võimalikku ohtu ja seega on objektiivsemate tulemuste saamiseks oluline tagada tahkeid osakesi sisaldavate proovide otsene kontakt test-organismiga. Antud doktoritöös valisime test-organismideks bakterid Vibrio fischeri ja osakestest toituvad vähilised Daphnia magna ja Thamnocephalus platyurus’e ning näitasime, et TiO2 nanoosakesed ei olnud ülalnimetatud vee-organismidele kahjulikud isegi väga kõrges kontsentratsioonis (20 000 mg l-1). Samas, ZnO ja CuO nanoosakesed avaldasid kahjulikku mõju juba < 10 mg l-1. Ehkki nii ZnO kui CuO loetakse reeglina vees lahustumatuks, on nii Zn- kui Cu-ioonid vee-organismidele mürgised juba väga madalas kontsentratsioonis (<1 mg l-1), kusjuures organismide ja nanoosakeste otsene kontakt võib suurendada raskmetalli-ioonide vabanemist metalli oksiidi osakestest. Antud doktoritöö näitaski, et ZnO ja CuO toksilisuse põhjustasid neist lahustunud metalliioonid. Erandiks oli nano CuO toksilisus D. magna’le, mis ei seletunud täielikult lahustunud Cu-ioonide kontsentratsiooniga. Probleemi selgitamiseks tehti täiendavaid elektronmikroskoopilisi uuringuid ja näidati, et CuO nanoosakesed põhjustasid D. magna sooleepiteelis mikrosuuruses CuO osakestest erinevaid ultrastruktuurseid muutusi. Lisaks näitasime, et luminestseeruvad bakterid V. fischeri ja eriti fotobakteritestide uus test-formaat – Flash Assay - sobivad nii sünteetiliste nanoosakeste kui ka saastatud muldade ökotoksilisuse sõeluuringuks. Saastunud muldade analüüsil on test-bakterite ja mullaosakeste kontakt eriti oluline, kuna bakteritele mõjuvad kõik proovis sisalduvad neile biosaadavad (saaste)ained. Doktoritöös saadud andmed metalli oksiidide ökotoksilisuse ja nende lahustuvusest tingitud toksiliste mõjude kohta on eriti olulised ja uudsed, mida kinnitab suur huvi doktoritöö artikli „Toxicity of nanosized and bulk ZnO, CuO and TiO2 to bacteria Vibrio fischeri and crustaceans Daphnia magna and Thamnocephalus platyurus“ (Heinlaan, M., Ivask, A., Blinova, I., Dubourguier, H.C., Kahru, A) ajakirjas Chemosphere, 2008, 71:1308-1316 vastu. Artikkel on jõudnud ajakirja Top-50 enim tsiteeritud artikli hulka ajavahemikus 2005-2010. Lisaks nimetas Essential Science IndicatorsSM of Thomson Reuters 2009.a. artikli kui Fast Breaking Paper keskkonna ja ökoloogia vallas viimase 2 a. jooksul http://sciencewatch.com/dr/fbp/2009/09augfbp/09augfbpKahr/). Käesolev doktoritöö on tehtud Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis (KBFI) Dr. Anne Kahru töörühmas ja on grupi esimene nanoökotoksikoloogia-alal kaitstav doktoritöö. Töö juhendajad on Dr. Anne Kahru (KBFI), Prof. Henri-Charles Dubourguier (KBFI, EMÜ) ja Prof. Kalev Sepp (EMÜ). Töö oponent on Prof. Damjana Drobne (Ljubljana Ülikool).
URI: http://hdl.handle.net/10492/139
ISBN: 978-9949-426-92-8
Appears in Collections:3. Doktoritööd

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Thesis33,55 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.