Alicia Taylor, un estudiante de posgrado en UC Riverside, se sienta rodeada de cubos de efluente del sistema de tanque séptico que utilizó para su investigación. Crédito:UC Riverside
¿Qué hace un colon humano, tanque séptico, ¿Qué tienen en común las nanopartículas de cobre y el pez cebra? Fueron los componentes clave utilizados por los investigadores de la Universidad de California, Riverside y UCLA para estudiar el impacto de las nanopartículas de cobre, que se encuentran en todo, desde pinturas hasta cosméticos, tener en organismos expuestos inadvertidamente a ellos.
Los investigadores encontraron que las nanopartículas de cobre, cuando se estudia fuera del tanque séptico, impactaron las tasas de eclosión de embriones de pez cebra en concentraciones tan bajas como 0,5 partes por millón. Sin embargo, cuando las nanopartículas de cobre se liberaron en la réplica del tanque séptico, que incluía líquidos que simulaban alimentos digeridos por humanos y aguas residuales domésticas, no estaban biodisponibles y no afectaron las tasas de eclosión.
“Los resultados son alentadores porque muestran que con una fosa séptica que funcione correctamente podemos eliminar la toxicidad de estas nanopartículas, "dijo Alicia Taylor, un estudiante graduado que trabaja en el laboratorio de Sharon Walker, profesor de ingeniería química y ambiental en la Universidad de California, Facultad de Ingeniería Bourns de Riverside.
Taylor es co-primer autor de un artículo publicado recientemente, "Entendiendo la Transformación, Especiación y el potencial de peligro de las partículas de cobre en un sistema de tanque séptico modelo que usa pez cebra para monitorear el efluente, "en el diario ACS Nano . Otros autores son:Sijie Lin (también co-primer autor), Zhaoxia Ji, Chong Hyun Chang, Nichola M. Kinsinger, William Ueng, Andre´ E. Nel y Walker.
La investigación llega en un momento en que los productos con nanopartículas están ingresando cada vez más al mercado. Si bien se ha estudiado la seguridad de los trabajadores y consumidores expuestos a nanopartículas, se sabe mucho menos sobre las implicaciones medioambientales de las nanopartículas. La Agencia de Protección Ambiental está accediendo actualmente a los posibles efectos de los nanomateriales, incluidos los de cobre, sobre la salud humana y la salud de los ecosistemas.
La réplica del colon humano que utilizó Alicia Taylor para su investigación. Crédito:Alicia Taylor
Los investigadores de UC Riverside y UCLA dosificaron la fosa séptica con microcobre y nanocobre, que son formas elementales de cobre pero abarcan diferentes tamaños y usos en productos, y CuPRO, un material a base de nano cobre que se utiliza como agente antifúngico para rociar cultivos agrícolas y céspedes.
Si bien estos materiales a base de cobre tienen propósitos beneficiosos, La exposición inadvertida a organismos como peces o embriones de peces no ha recibido suficiente atención porque es difícil modelar entornos de exposición complicados.
Los investigadores de UC Riverside resolvieron ese problema creando un sistema experimental único que consiste en una réplica del colon humano y una réplica de un tanque séptico de dos compartimentos. que originalmente era un tanque séptico acíclico. El modelo de colon está hecho de un tubo de vidrio de 20 pulgadas de largo hecho a medida con un diámetro de 2 pulgadas con un tapón de goma en ambos extremos y una membrana en forma de tubo que se usa típicamente para tratamientos de diálisis dentro del tubo de vidrio.
La réplica de la fosa séptica que utilizó Alicia Taylor para realizar su investigación. Crédito:Alicia Taylor
Para simular la alimentación humana, Se bombearon 100 mililitros de una mezcla de 20 ingredientes que replicaba los alimentos digeridos en el tubo de diálisis a las 9 a.m., 3 p.m. y 9 p.m. para experimentos de cinco días durante nueve meses.
El tanque séptico se llenó con desechos del colon junto con aguas grises sintéticas, que está destinado a simular aguas residuales de fuentes como lavabos y bañeras, y las nanopartículas de cobre. Los investigadores construyeron un tanque séptico porque del 20 al 30 por ciento de los hogares estadounidenses dependen de ellos para el tratamiento de aguas residuales. Es más, La investigación ha demostrado que hasta el 40 por ciento de las fosas sépticas no funcionan correctamente. Esta es una preocupación si los materiales de cobre están interrumpiendo la función del sistema séptico, lo que conduciría a que los desechos no tratados ingresen al suelo y al agua subterránea.
Una vez que la cámara primaria del sistema séptico estuvo llena, El líquido comenzó a entrar en la segunda cámara. Una vez por semana, el efluente se drenó de la cámara secundaria y se colocó en contenedores sellados de cinco galones. Luego, el efluente se usó en combinación con embriones de pez cebra en un proceso de selección de alto contenido utilizando placas de paredes múltiples para acceder a las tasas de eclosión.
El efluente restante se ha guardado y se encuentra en 30 cubos de cinco galones en un armario en UC Riverside porque algunos colaboradores han solicitado muestras del líquido para sus experimentos.
