Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/50056

TitleAvaliação da toxicidade das nanopartículas de dióxido de titânio, dióxido de titânio dopado com érbio e ferrites de cobalto em fungos aquáticos
Author(s)Fernandes, Marta Manuela Lobo
Advisor(s)Lanceros-Méndez, S.
Cássio, Fernanda
Issue date2017
Abstract(s)O forte desenvolvimento nas indústrias baseadas em nanotecnologia nos últimos anos acelerou o ritmo de produção e do uso dos nanomateriais. Com o uso acelerado das nanopartículas (NPs) as águas naturais servirão, certamente, de reservatório para a descarga dos nanomateriais, levando a uma preocupação ainda maior no que diz respeito à sua interação com o meio ambiente e com os organismos com potenciais efeitos negativos nos processos dos ecossistemas associados. As comunidades de fungos aquáticos desempenham um papel fundamental na cadeia alimentar, transferindo carbono e energia da matéria orgânica (MO) das plantas para níveis tróficos superiores. As NPs de TiO2 têm sido utilizadas em fotocatálise para purificação de águas residuais por decomposição de compostos orgânicos. As NPs de CoFe2O4 possuem características atrativas para aplicações biomédicas e magnetoeléctricas, tais como sensores inteligentes, atuadores e aparelhos microeletrónicos de alta frequência. Em ambos os casos, devido às suas características singulares estes nanomateriais têm vindo a ser cada vez mais utilizados na industria, como tal, crescentes quantidades serão libertadas para os ecossistemas aquáticos. O impacte das NPs de dióxido de titânio (TiO2), TiO2 dopado com érbio (Er: TiO2) e as ferrites de cobalto (CoFe2O4) foi avaliado expondo em microcosmos folhas de castanheiro colonizadas por micróbios a 5 concentrações (0.25, 1, 10, 50 e 150 mg/L) de NPs. A taxa de decomposição foliar e a biomassa fúngica não foram afetadas significativamente pelas NPs. As enzimas antioxidantes do ascorbato envolvidas no ciclo da glutationa mostraram padrões de resposta semelhantes. As atividades da catalase (CAT), da glutationa peroxidase (GPx) e da glutationa S-transferase (GST) aumentaram de forma dependente da dose indicando stress oxidativo induzido pelas NPs. No entanto, as respostas destes biomarcadores de stress foram mais fortes para as NPs de TiO2 e menos pronunciadas para as de Er: TiO2. Isto indica que as NPs de Er: TiO2 foram as menos tóxicas entre as NPs testadas para as comunidades de fungos aquáticos. A exposição subletal aguda de invertebrados trituradores, mostrou que as NPs de Er: TiO2 e as CoFe2O4 suspensas em água são mais tóxicas do que as NPs fornecidas via alimentação com discos foliares contaminados. O comportamento alimentar dos invertebrados na presença do Er: TiO2 e das CoFe2O4, na decomposição da folhada, indicou que estas NPs têm um efeito subletal mais acentuado quando comparadas com o TiO2.
The strong development in nanotechnology-based industries in recent years has accelerated the production and use of the nanomaterials. With the rapid use of nanoparticles (NPs), natural waters are likely to serve as reservoirs for nanomaterials discharged into the environment, leading to a great concern about their potential interactions with aquatic biota and associated ecosystem processes. Aquatic fungal communities play a key role in stream detritus foodweb by transferring carbon and energy from plant-litter to higher trophic levels. The TiO2 NPs has been used in photocatalysis to purify wastewater associated with the decomposition of organic compounds. The CoFe2O4 NPs have attractive features for biomedical and magnetoelectric applications such as smart sensors, actuators and high frequency microelectronic devices. In both cases, due to their unique characteristics these nanomaterials have been increasingly used in the industry, as such, increasing quantities will be released to aquatic ecosystems. The impacts of TiO2, doped TiO2 and CoFe2O4 NPs, were assessed by exposing microbially colonized leaves to 5 concentrations (0.25, 1, 10, 50 and 150 mg/L) of NPs in microcosms. Leaf decomposition rate and fungal biomass were not affected significantly by the tested NPs. The antioxidant enzymes involved in the ascorbateglutathione cycle showed similar response patterns. The activities of catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione S-transferase (GST) increased in a dosedependent manner indicating NP-induced oxidative stress. However, the responses of these stress biomarkers were stronger against TiO2 NPs (non-doped) than to TiO2 NPs. This indicates that the erbium doped TiO2 NPs were the less toxic among the all tested NPs towards aquatic fungal communities. The acute sublethal exposure of invertebrate shredders showed that Er: TiO2 NPs and CoFe2O4 supplied via water are more toxic than exposure of animals to leaves contaminated with NPs. The feeding behaviour of the invertebrates to the exposure to Er: TiO2 and CoFe2O4 indicated that these NPs have a more pronounced sublethal effect when compared with TiO2.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Ciências e Tecnologias do Ambiente (área de especialização em Energia)
URIhttp://hdl.handle.net/1822/50056
AccessOpen access
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado
CCT - Dissertações de Mestrado/MSc Dissertations

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