Toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna: efeitos dependentes do tamanho, dissolução e componente não-nano

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1 Toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna: efeitos dependentes do tamanho, dissolução e componente não-nano 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 sloureiro@ua.pt

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3 Representative dose Shower % of applied dose down drain. Form of ENP? Free, aggregated, associated with biological material? Loss in secondary treatment? River exposure? Cosmetic nanotechnology product Potential sewer transformation? Loss in primary, or secondary settlement tanks? Toxicity to aquatic organisms Toxicity to Soil organisms Sludge (to land) 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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5 Exemplo de algumas propriedades fisico-químicas requeridas pelo REACH

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7 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

8 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 nm ZnO 200nm ZnCl 2 Características e comportamento no meio-teste Daphnia magna Mortalidade Reprodução Alimentação (filtração)

9 Teste de Imobilização Daphnia magna 50 ml vol. + ASTM meio artificial com químico + Sem alimento Neonatos<24h 24h 48h agitar 11 sec Esperar10 sec Contar quantos animais estão móveis

10 Teste de inibição alimentar Exposição Daphnia magna com 4dias 24h + ASTM água sintética com químico ml vol. alga 5 x 10 5 cel./ml Pseudokirchneriella subcapitata Teste de reprodução Daphnia magna <24h 50 ml vol. + ASTM meio artificial com químico 21 dias

11 Caracterização Dissolução 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 ASTM water sampling Centrifuged for 20 minutes ZnO pó (seco) e ZnO dispersão em meio ASTM tempo T 0 T 24h T 48h Suspension is filtered (200 nm) colorimetric analysis

12 ZnO 30 nm ZnO nm ZnO 200 nm ZnO Nanosun Nanotrade

13 Resultados e Discussão Resultados em EC 50 - concentração que causa 50% de efeito (mg Zn/L) Teste de Imobilização- teste agudo 48h-CL 50 (mg/l) R 2 ZnCl ZnO 30 nm 1.02 ± ZnO nm 1.10 ± ZnO > 200nm 0.89 ± [Zn 2+ mg/l] Size by DLS, Z-Average d [nm] ZP by LDE [mv] ZnO 30 nm ZnO nm ZnO 200 nm T 48h

14 3373 nm Mortalidade > com alimento e idade 2675 nm 2217 nm 24h-EC 50 (mg/l) ZnCl 2 >3.2 <12.8 ZnO 30nm 1.41 ± 0.03 ZnO nm 2.00 ± 0.03 ZnO 200nm 1.89 ± 0.30 Dissolução 0.4 mg Zn/L NP >> toxicidade

15 Zn 2+ =0.51mg/L Toxicidade dependente apenas do Zn dissolvido Zn 2+ =0.43mg/L Zn 2+ =0.8mg/L CE 50 (mg/l) ZnCl 2 >0.25 <0.40 ZnO 30 nm 0.26 ± 0.03 ZnO nm 0.36 ± 0.03 ZnO > 200nm 0.30 ± 0.03

16 Conclusões Modo de ação Espécies Parâmetros Tempo

17 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 NanoFATE Financiamento pelo FEDER através do COMPETE- Programa Operacional Factores de Competitividade, e financiamento nacional através da FCT-Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCOMP FEDER ).