toxicidade de nano-óxido de zinco em daphnia magna · o 2013 sílvia 1lopes , fabianne 2ribeiro1,...
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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
http://www.cesam.ua.pt/susanaloureiro
Toxicidade de nano-óxido de zinco
em Daphnia magna:
efeitos dependentes do tamanho, dissolução e
componente não-nano
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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.
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Exemplo de algumas propriedades fisico-químicas requeridas pelo REACH
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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”
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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).