Nano szemcseméretű fém-oxidok hatásai a talajban élő kiemelt ökológiai jelentőségű mikroorganizmusokra – Szemle –
Authors: Kiss Lola Virág , Hrács Krisztina , Nagy Péter István , Seres Anikó 
Published: June 2016

Ebben az összefoglaló cikkben bemutatjuk, hogy a ma már széleskörűen alkal-mazott nanoméretű fém-oxidok milyen hatással lehetnek a talajban élő mikroorga-nizmusokra. A nanoméretű fém-oxidok felhasználásuk során közvetlenül és közve-tetten is bekerülhetnek a talajba.

A leginkább alkalmazott és ezért környezeti kockázat szempontjából is leggyak-rabban vizsgált fém-oxidok a nZnO, a nTiO2, a nSiO2, az nAl2O3 és a nCuO. A nanoanyagokat alkalmazhatják a mezőgazdaságban is, elsősorban növényvédelmi célból. A félvezető fém-oxidokat a peszticidek lebontására is használhatják a fotokatailitikus tulajdonságuk miatt.

A talajbaktériumokra kifejtett hatásokat számos közlemény vizsgálja. Jelentősé-gük nagy, mivel alapját képezik a táplálékhálózatnak és az elsődleges szereplői a globális biogeokémiai körforgalmaknak. A táplálékláncban betöltött helyzetük mi-att szerepük lehet a fém-oxidok felhalmozódásában is, tehát mindenképp jól alkal-mazhatóak tesztszervezettként toxikológiai vagy ökotoxikológiai vizsgálatokban. A kísérletek nagyon különböző eredményeket hozhatnak függően a tesztfajtól, a használt módszertől, illetve az anyag kémiai összetételétől, mivel a nanoanyagok vizsgálatára még nem születtek egységes tesztszabványok.

A vizsgált fém-oxidok általában a baktériumok közösségének összetételére és diverzitására gyakorolnak hatást. A nZnO bakteriosztatikus hatást fejt ki vizsgált baktérium fajokra, a legtöbb kísérletben erősebb hatása volt, mint nagyszemcsés megfelelőjének ugyanabban a koncentráció tartományban.

A nTiO2 hatását egyes irodalmi adatok szerint az UV fény jelenléte befolyásolta, ennek hiányában csökken az anyag toxicitása. Ezen felül a nTiO2 hatása a talaj pH-jától és szerves anyag tartalmától is függ. A titán-dioxid is bakteriosztatikus hatást fejt ki a baktérium közösségekre. A két anyag közül azonos koncentrációban alkal-mazva a nZnO toxikusabb. A nCuO ugyanakkor mind a nZnO-nál, mind a nTiO2-nál toxikusabbnak bizonyult a kísérletek alapján.

A talajban élő mikroszkopikus gombafajoknál nem egyértelmű a nanoszemcsés anyagok hatása, a tesztfajok különböző érzékenysége és a módszertani eltérések miatt az eredmények különbözőek. A nZnO-ra a legérzékenyebb faj a Penicillium expansum, 61–91%-os növekedés gátlással. Az arbuszkuláris mikorrhiza fajoknál a nagyobb dózisban (3,2 mg·kg−1) adott nFeO szignifikáns kolonizáció csökkenést okoz.

Az eddigi kutatási eredmények alapján megállapítható, hogy a talaj mikroorga-nizmusait nagyrészt negatívan befolyásolják a nanoméretű fém-oxidok és egyértel-műen toxikusak is lehetnek a különböző baktérium- és gombafajokra. Mindenképp érdemes azonban vizsgálni a talaj mikro-, mezo- és makrofaunájára gyakorolt hatá-sokat is, hogy ezeken keresztül teljes képet kapjunk a nanoméretű fém-oxidoknak a talaj közösségekre kifejtett toxicitásáról.

A nanoanyagok talajba jutó mennyisége előreláthatólag növekszik majd a jövő-ben, tekintettel arra, hogy ezek előállítása és felhasználása egy dinamikusan fejlődő ágazat. Mivel a nanoanyagok nem kizárólag a szennyvizekből és hulladékból kerül-hetnek a környezetbe, hanem közvetlen mezőgazdasági felhasználás révén is, fontos tudnunk, hogy milyen káros hatásokkal kell számolnunk, végső soron ezek a folya-matok közvetett módon az ember jólétét, a környezet és az élelmiszerlánc biztonsá-gát is befolyásolhatják.