close

Enter

Log in using OpenID

06. nanopartiküllerin bazı toksik etkileri

embedDownload
15
ÜZERİNE
BİR DERLEME
NANOPARTİKÜLLERİN
BAZI TOKSİK ETKİLERİ
MAKALE
N a n o pa r t i k ü l l e r i n
canlılar üzerindeki bazı
toksik etkileri
Yrd.Doç.Dr. Evren TUNCA
Deniz Bilimleri ve Teknolojisi
Bölüm Başkanı
"
Nanobilim şu an için
erken safhasında olmasına
karşın etkiler hem günlük
yaşantımızda hem de doğa
da görülmeye başlanmıştır.
Pek çok farklı amaca
yönelik olarak, çok geniş
bir kullanım amacı olan
nanopartiküller (NP),
bu gün hayatımızın her
alanında boy göstermektedir.
Tıptan tekstile, kozmetikten
yüksek teknolojiye kadar her
alanda NP’ler karşımıza
çıkmaktadır. Ancak NP’lerin
çevre üzerindeki etkisi ve
birikimi konusu şimdiden
önemli araştırmaların ko-
"
nusu olmaya başlamıştır.
NP
genel olarak
1-100
nm
arasında
olan ve en
az bir boyutlu yapılardır. Farklı
büyüklüklerde, farklı yapılarda,
tek elementli ya da çok elementli
yapıda, farklı şekil ve biçimlerde
olabilirler veya istenilen şekillerde,
oluşturulabilirler. NP’ler son derece
kullanışlı olmalarından dolayı yoğun
olarak üretilmektedirler. Yoğun olan
bu üretim, doğada yoğun olarak
birikim anlamına gelmektedir. Ancak
NP’lerin doğal ortama olan etkileri
henüz çok yeni olarak araştırılmaya
başlanmış
ve
ilk
bulgular
durumun çok ciddi olabileceği
yönünde güçlü sinyaller vermiştir.
Gerçekleştirilen pek çok çalışmada
NP’lerin bazılarının yüksek toksik
özellikte
olduğu
anlaşılmıştır.
Gubbins ve arkadaşları gümüş
nanopartiküllerinin çok az dozlarda
bile toksik etkisi olduğunu ve gümüş
nanopartiküllerinin
çevre
için
potansiyel risk teşkil edebileceğini
ortaya koymuştur (Gubbins et al.
2011).
Nanopartiküllerin
toksik
etkileri üzerinde gerçekleştirilen
çalışmalar, pek çok farklı tür ve pek
çok farklı NP için benzer sonuçlar
ortaya
çıkartmıştır.
Pinherio
ve arkadaşları titanyum dioksit
nanopartiküllerinin (TiONP) su
piresi Daphnia magna ve su mercimeği
Lemna minor’de olası etkilerini
irdelemişlerdir. NP’ye maruz kalan
D. magna’larda önemli miktarda
TiO2 birikimi ve yüksek TiO2
konsantrasyonlarında (> 10 mg/L)
D. magna’da yüksek ölüm oranı
gözlenmiştir. 25 mg/L’nin üzerindeki
TiO2NP’ye maruz kalan L.minor’de
morfolojik değişikler gözlenmiştir.
Sonuç olarak TiO2NP’ye maruz
kalan organizmaların bireylerdeki
bu organizmaların fizyolojisini ve
popülasyon düzeyini değiştirerek
sucul
ekosistemlerde
risk
oluşturabileceği
ifade
edilmiştir
(Pinheiro et al. 2013). L. minor
üzerinde gerçekleştirilen başka bir
çalışmada ise sonuçlar farklı bulgular
ortaya
koymuştur.
Alüminyum
nanopartiküllerinin (AlNP) bitki
üzerindeki büyüme, morfoloji ve
fotosentez
kapasitesi/yeteneği
üzerindeki
etkisi
incelenmiştir.
Çalışmada AlNP’nin L. minor’daki
biyokütle birikimini büyük ölçüde
arttırdığını bulmuşlardır. Artan
biyomasın ve AlNP birikiminin
artan kök uzunluğu ve koloni başına
düşen yaprak sayısı gibi morfolojik
özelliklerle ve fotosentez verimliliği
ile paralellik gösterdiği belirtilmiştir
(Juhel et al. 2011). Gene NP
toksisitesi üzerinde yürütülen bir
diğer çalışmada Oukarroum ve
arkadaşları 7 gün boyunca 0, 0.01,
0.1, 1 ve 10 mg/L gümüş nanopartikül
(AgNP)
konsantrasyonunda
AgNP’nin Lemna gibba’da büyüme
ve
hücre
canlılığı
üzerindeki
etkilerinin
araştırmışlarıdır.
Büyüme
inhibisyonu,
AgNP
konsantrasyonunda
yaprak
MAKALE
sayısındaki azalmaya bağlı olarak
saptanmıştır. AgNP çözeltisinin
L. gibba için toksik bir potansiyel
kaynak olduğunu ifade etmişlerdir.
Çalışma sonunda, sucul sistemlerdeki
AgNP birikiminin potansiyel toksik
kaynak olduğu ve su mercimeğinin
canlılığı için risk oluşturduğu
elde edilmiştir (Oukarroum et al.
2013). Shi ve arkadaşları ise sucul
başka bir bitki olan Landoltia
punctata üzerinde bakır oksit
nanopartikülünün (CuONP) etkisini
bakır (Cu) ile kıyaslamışlardır.
1 mg/L-1 CuONP varlığında
bitkilerde klorofil seviyesinde önemli
azalma görülmüştür. CuONP’ye
maruz bırakılan bitki yaprağındaki
Cu içeriğinin, eşdeğer dozdaki
Cu’ya
maruz
bırakılan
bitki
yapraklarındakine göre 4 kat daha
fazla olduğu tespit edilmiş, toksik
etki bu şekilde açıklanmıştır (Shi et
al. 2011). Başka bir çalışmada ise
Hanna ve arkadaşları çinko oksit
nanopartiküllerinin (ZnONP) midye
türü olan Mytilus galloprovincialis
üzerindeki
fizyolojik
etkilerini
araştırmışlardır.
Zn
birikiminin
midye boyutu ve Zn konsantrasyonu
ile
değişiklik
gösterdiğini,
12
haftalık
muameleden
sonra
midyelerdeki
solunum
oranının
ZnO konsantrasyonu ile arttığını
tespit etmişlerdir. Hayatta kalma
oranının en yüksek (2 mg l-1) ZnO
konsantrasyonunda önemli ölçüde
azaldığını, küçük bireylerde daha
düşük olduğu bulunmuştur. Ayrıca
2 mg l-1 ZnO’ya maruz kalan
midyelerin
kontrol
grubundaki
midyelere oranla %40 daha az
büyüdüğünü belirtmişlerdir (Hanna
et al. 2013). Gene ZnONP ile
yürütülen başka bir çalışmada ise
yavru sazanlarda (Cyprinus carpio)
ZnONP’nin sub-akut toksititesi ve
birikimi incelemiştir. 30 günlük 50
mg/L ZnONP ve ZnO muamelesinden
sonra dokularda önemli birikim
olabileceğini, bu birikimin farklı
dokularda dağılım gösterebileceği
16
ve ZnONP’nin ZnO’dan daha fazla
birikim yaptığını tespit etmişlerdir.
Ayrıca 50 mg/L ZnONP’nin için
hücre içi oksidatif stresin daha yüksek
olduğu
aynı
konsantrasyondaki
ZnO’dan daha ciddi histolojik
değişikliğe neden olduğunu tespit
etmişlerdir.
ZnONP’nin
toksik
mekanizmasının artan hücre içi
stres ile ilişkili olabileceğini
ifade etmişlerdir (Hao et al.
2013). ZnONP üzerinde yürütülen
başka bir çalışmada ise Lee ve An
2013 yılında Pseudokirchneriella
subcapitata türü üzerinde ZnONP
ve TiO2NP’nin ekotoksik etkilerini
araştırmışlardır. Alg büyümesinin
NP konsantrasyonundaki artış ile
engellendiği ve ZnONP’nin hücre
zarının kararsız hale gelmesine
neden olduğunu tespit etmişlerdir.
ZnONP’nin toksisitesinin tamamen
çözünmüş serbest çinko iyonlarının
sonucu olduğunu ifade etmişlerdir (Lee
and An 2013). Gene karşılaştırmalı
olarak gerçekleştirilen farklı bir
çalışmada Ateş ve arkadaşları
Artemia salina larvalarında ZnNP
ve ZnONP parçacık boyutlarının ve
çözünürlüğün toksisiteye etkilerini
araştırmışlardır. NP süspansiyonları
24 saatte önemli akut toksisite
göstermezken 96 saatte ve ZnNP
için (40 – 60 nm) (LC50= 100 mg
L-1) %42, ZnONP için (10 – 30 nm)
(LC50> 100 mg L-1) %34 olacak
şekilde tespit edilmiştir. ZnNP
süspansiyonlarının ZnONP’den daha
toksik olduğunu bulmuşlardır. 10 –
30 nm büyüklüğündeki ZnONP’lerin
200
nm
büyüklüğündeki
ZnONP’lerden daha fazla toksik
etkiye neden olduğunu da tespit
etmişlerdir (Ates et al. 2013).
SONUÇ
Nanopartiküllerin
ciddi
toksik
etkileri olduğunu gösteren bu
araştırmalar,
literatürdeki
çalışmaların
sadece
bir
kısmıdır. Artan kullanım alanları
ile beraber nanopartiküller, çevre
için büyük bir problem olarak
karşımıza
çıkmaya
başlamıştır.
Bu etkilerin şu an için sadece
laboratuar ortamında gözlenebiliyor
olması, çevre için yaratabilecekleri
tehdidi gölgelememelidir. Doğadaki
birikmenin
boyutu
arttıkça
sonuçlar daha net bir şekilde
karşımızda
belirecektir.
Ağır
metallerin bu derecede yoğun
ve yanlış kullanılmaları, dünya
genelinde çevre için en büyük
tehditlerden birini oluşturmuştur.
Yeni olarak tanımaya başladığımız,
nanopartiküller konusunda, benzer
bir hataya düşmemiz, gezegende
yaşayan insan dahil tüm canlıların
varlığını kaçınılmaz olarak geri
dönüşü olmayacak şekilde etkileme
potansiyeline sahiptir.
Kaynakça
Ates, M., Daniels, J., Arslan, Z.,
Farah, I.O. and Rivera, H.F. (2013)
Comparative evaluation of impact of
Zn and ZnO nanoparticles on brine
shrimp (Artemia salina) larvae:
effects of particle size and solubility
on toxicity. Environmental ScienceProcesses & Impacts 15(1), 225-233.
Gubbins, E.J., Batty, L.C. and Lead,
J.R. (2011) Phytotoxicity of silver
nanoparticles to Lemna minor L.
Environ Pollut 159(6), 1551-1559.
Hanna, S.K., Miller, R.J., Muller,
E.B., Nisbet, R.M. and Lenihan,
H.S. (2013) Impact of Engineered
Zinc Oxide Nanoparticles on the
17
HABER
Individual Performance of Mytilus
galloprovincialis. Plos One 8(4).
Hao, L.H., Chen, L., Hao, J.M. and
Zhong, N. (2013) Bioaccumulation
and sub-acute toxicity of zinc
oxide nanoparticles in juvenile carp
(Cyprinus carpio): A comparative
study with its bulk counterparts.
Ecotoxicology and Environmental
Safety 91, 52-60.
Juhel, G., Batisse, E., Hugues, Q.,
Daly, D., van Pelt, F., O'Halloran, J.
and Jansen, M.A.K. (2011) Alumina
nanoparticles enhance growth of
Lemna minor. Aquatic Toxicology
105(3-4), 328-336.
Lee, W.M. and An, Y.J. (2013)
Effects of zinc oxide and titanium
dioxide nanoparticles on green
algae under visible, UVA, and
UVB irradiations: No evidence of
enhanced algal toxicity under UV
pre-irradiation. Chemosphere 91(4),
536-544.
Oukarroum, A., Barhoumi, L.,
Pirastru, L. and Dewez, D. (2013)
Silver nanoparticle toxicity effect
on growth and cellular viability of
the aquatic plant Lemna gibba.
Environmental
Toxicology
and
Chemistry 32(4), 902-907.
Pinheiro, T., Moita, L., Silva, L.,
Mendonca, E. and Picado, A. (2013)
Nuclear microscopy as a tool in
TiO2 nanoparticles bioaccumulation
studies in aquatic species. Nuclear
Instruments
&
Methods
in
Physics Research Section B-Beam
Interactions with Materials and
Atoms 306, 117-120.
Shi, J.Y., Abid, A.D., Kennedy, I.M.,
Hristova, K.R. and Silk, W.K. (2011)
To duckweeds (Landoltia punctata),
nanoparticulate copper oxide is more
inhibitory than the soluble copper
in the bulk solution. Environmental
Pollution 159(5), 1277-1282.
FAKÜLTEMİZ
ARAŞTIRMA VE İNCELEME GEMİSİ
G
ıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Balıkçılık ve Su Ürünleri Genel Müdürlüğü tarafından “Balıkçı
Gemisini Avcılıktan Çıkaranlara Yapılacak 2012/51 Numaralı Destekleme Tebliği” kapsamında satın
alınan bir balıkçı gemisinin, araştırma ve inceleme gemisine dönüştürülmek üzere fakültemize devri
yapılmıştır. Bakım-onarım çalışmaları devam etmekte olan araştırma ve inceleme gemisine, Üniversitemiz
Senatosunun kararı ile üniversitemiz kurucu rektörü ve aynı zamanda fakültemizin de kurucu dekanı olan
Prof. Dr. Haluk KEFELİOĞLU'nun soyadı verilmiştir.
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
1 065 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content