Durante el final de la temporada de baño estival en el lago de Sanabria, y en especial en el entorno de las playas, se produce una importante acumulación de sustancias coloidales y de carácter hidrofóbico que las hacen flotar en la superficie del agua. Una fracción de estas sustancias son ajenas a la ecología lacustre (hay una parte que es natural porque las excretan las microalgas) y en parte proceden de los restos de las cremas solares que los bañistas utilizan para protegerse de la radiación solar en las playas.
Otra parte llega vía depósito atmosférico en seco o mediante escorrentía desde la cuenca hasta la superficie del agua. Las corrientes y el empuje del viento los días de fuerte oleaje hacen derivar esta pátina [ llamada biofilm ó «microlayer» ] hacia las orillas; y con preferencia hacia las ensenadas a sotavento. Esto produce un efecto de «capa de nata» flotando sobre el lago al formarse espumas endógenas. (Leer más)
Las cremas solares tienen filtros de radiación ultravioleta B, responsable de gran cantidad de lesiones cutáneas y cánceres de piel en los humanos; así como otras lesiones tumorales o teratogénicas sobre los organismos y de cambios en el funcionamiento de las comunidades biológicas. Estos filtros ahora están basados en nanopartículas sintéticas [NPs] que contienen óxido de titanio.
A lo largo de esta entrada se recopila la información obtenida de una docena de publicaciones científicas recientes que exponen los primeros indicios de la toxicidad de estas nanopartículas con titanio sobre las comunidades biológicas de los lagos, y también se justifica la presencia de las mismas formando parte del biofilm que flota en la superficie del lago Sanabria en verano.
Recientes investigaciones demuestran el impacto de las nanopartículas con titanio (esferas y túbulos) provenientes de las cremas de protección solar en las playas sobre el funcionamiento de los ecosistemas de ríos, lagos y ensenadas marinas; y se ha demostrado su impacto directo sobre organismos acuáticos (bacterias y algas del plancton) y en la microbiota del suelo; además de su acumulación en el zooplancton y el sedimento.
A partir de los datos obtenidos al microscopio electrónico de barrido (MEB) en el análisis de la capa de biofilm flotante en verano, responsable de las espumas de origen endógeno, se inició una línea de investigación sobre el origen de las lecturas de titanio que se obtenían sobre las superficie de las micropartículas atrapadas en esta capa coloidal flotante. Entre las de mayor tamaño están el polvo, las cenizas y los restos detríticos de vegetación; tanto de origen local en el lago como llegadas hasta allí a través de los arrastres por la cuenca y por depósito atmosférico.
En efecto, sobre las partículas de polvo, los detritos vegetales y las cenizas de incendios se podían medir mediante difracción de electrones retroproyectados (EBSD en siglas anglosajonas) los elementos químicos habituales como el carbono, nitrógeno, oxígeno, sodio, hierro, aluminio o silicio, de origen natural en la composición de los materiales biológicos y geológicos del lago y su cuenca.
Sin embargo, buena parte de las partículas están recubiertas de una sustancia enriquecida en titanio (Ti). Su presencia se hace más patente en el verano, y es mayor en el microlayer que se recogió más cerca de las playas que en el resto del lago.
SE CONFIRMA DE ESTA MANERA LA NECESIDAD URGENTE DE INVESTIGAR ACERCA DEL PAPEL DE LAS NANOPARTÍCULAS CUBIERTAS DE ÓXIDO DE TITANIO, CON ORIGEN EN LAS CREMAS SOLARES QUE UTILIZAN LOS TURISTAS EN LAS PLAYAS Y EN LOS VERTIDOS URBANOS, SOBRE LA ECOLOGÍA DEL LAGO Y SU INCIDENCIA EN LA BIODIVERSIDAD Y LOS PROCESOS ECOLÓGICOS DE LAS ORILLAS
Presentamos un resumen, de traducción propia, de esta publicación científica de 2014. Puedes acceder al original a través del DOI.
Release of TiO2 Nanoparticles from Sunscreens into Surface Waters: A One-Year Survey at the Old Danube Recreational Lake
Andreas P. Gondikas, Frank von der Kammer, Robert B. Reed, Stephan Wagner, James F. Ranville, Thilo Hofmann
Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 5415−5422 (LEER en ingles) DOI: 10.1021/es405596y
Liberación de nanopartículas de TiO2 de los protectores solares en las aguas superficiales: Un estudio de un año en el antiguo lago de recreo del Danubio.
Resumen (traducido por AELS)
Los datos de monitorización son necesarios para la futura producción de nanomateriales de ingeniería y el desarrollo de normativas para los nanomateriales. Por lo tanto, es necesario desarrollar métodos que detecten y cuantifiquen de forma fiable los nanomateriales en sistemas del mundo real a concentraciones previsiblemente bajas. En este trabajo probamos varios enfoques metodológicos para detectar los nanomateriales de dióxido de titanio liberados por los productos de protección solar en el Viejo Lago del Danubio (Viena, Austria), que es muy utilizado para actividades recreativas como el baño y los deportes acuáticos durante la temporada de verano.
Durante un periodo de 12 meses se recogieron partículas en suspensión (SPM) en el lago y se analizaron mediante una combinación de técnicas complementarias. Al tomar muestras en un lugar situado a unos 50 m de la zona de baño más cercana y a un metro de profundidad de la superficie del agua, nos centramos en la fracción potencialmente móvil de las nanopartículas liberadas.
Pudimos identificar las nanopartículas de dióxido de titanio procedentes de los protectores solares en la materia en suspensión del lago mediante microscopía electrónica. El análisis de la materia en suspensión muestra claramente un aumento de las partículas que contienen Ti durante la temporada de verano. Sin embargo, estos análisis no son capaces de distinguir las nanopartículas de los protectores solares de las naturales que contienen Ti. Por lo tanto, se aplicaron ratios elementales de Ti con Al, V, Ga, Y, Nb, Eu, Ho, Er, Tm, Yb y Ta, determinados por ICPMS e ICPOES, en combinación con el análisis ICPMS de una sola partícula, para establecer los valores locales de fondo. El leve aumento observado de las proporciones elementales de Ti, en comparación con los valores de fondo de primavera, indica que el tiempo de residencia de los nanomateriales liberados en la columna de agua es bastante corto.
Presentamos un resumen, de traducción propia, de esta publicación científica de 2015. Puedes acceder al original a través del DOI.
Impact of TiO2 nanoparticles on freshwater bacteria from three Swedish lakes
Julia Farkas, Hannes Peter , Tomasz M. Ciesielski , Kevin V. Thomas , Ruben Sommaruga , Willi Salvenmoser , Gesa A. Weyhenmeyer , Lars J. Tranvik , Bjørn M. Jenssen
Science of The Total Environment, Volume 535, 1 December 2015, Pages 85-93 (LEER en ingles) DOI: 10.1016/j.scitotenv.2015.03.043
Impacto de las nanopartículas de TiO2 en las bacterias de agua dulce de tres lagos suecos.
Resumen (traducido por AELS)
Debido al rápido aumento de la producción y el uso de productos con nanopartículas artificiales (NPs), los entornos acuáticos están cada vez más expuestos a estas sustancias, lo que provoca la preocupación por sus posibles efectos negativos. En este estudio evaluamos los efectos de las nanopartículas de dióxido de titanio no recubiertas (TiO2NP) en el crecimiento y la actividad de las comunidades bacterianas de tres lagos de Suecia con diferentes características químicas, como la concentración de carbono orgánico disuelto (COD), el pH y la temperatura.
Las concentraciones de exposición a TiO2NP fueron de 15, 100 y 1000 μg L-1 y los experimentos se llevaron a cabo in situ bajo tres regímenes de luz: oscuridad, radiación fotosintéticamente activa (PAR) y luz solar ambiental, incluida la radiación UV (UVR). Las nanopartículas fueron más estables en el agua del lago con altas concentraciones de DOC y bajos elementos químicos. Con la mayor concentración de exposición (1000 μg L-1 TiO2NP) la abundancia bacteriana se redujo significativamente en todas las aguas del lago. En las aguas lacustres con medio y aguas lacustres con alto DOC, las concentraciones de exposición de 100 μg L-1 de TiO2NP causaron reducciones significativas en la abundancia bacteriana. La actividad bacteriana específica aumentó significativamente a altas concentraciones de exposición al TiO2NP, lo que indica la pérdida de bacterias sensibles a las nanopartículas y el consiguiente aumento de la actividad de las tolerantes. En este estudio no se encontró ningún efecto fototóxico del TiO2NP inducido por la radiación UV.
Concluimos que en los lagos de agua dulce de agua dulce con altas concentraciones de DOC y bajos elementos químicos, las TiO2NP sin recubrimiento muestran una mayor estabilidad y pueden reducir significativamente la abundancia bacteriana a concentraciones de exposición relativamente bajas.
Presentamos un resumen, de traducción propia, de esta publicación científica de 2012. Puedes acceder al original a través del DOI.
Effects of TiO2 nanoparticles on the growth and metabolism of three species of freshwater algae
Bradley J. Cardinale, Raven Bier, Courtney Kwan
J Nanopart Res (2012) 14:913 (LEER en ingles) DOI: 10.1007/s11051-012-0913-6
Efecto de las nanopartículas de TiO2 en el crecimiento y metabolismo de tres especies de algas dulceacuícolas.
Resumen (traducido por AELS)
Examinamos cómo las nanopartículas de TiO2 (nTiO2) impactan en el crecimiento y el metabolismo de tres especies de algas verdes de agua dulce (Scenedesmus quadricauda, Chlamydomonas moewusii y Chlorella vulgaris) que están muy extendidas en Norteamérica. Expusimos los cultivos de laboratorio a cinco concentraciones iniciales de nTiO2 (0, 50, 100, 200 y 300 ppm) y medimos el impacto en las tasas de crecimiento de las poblaciones de las especies, así como en las tasas metabólicas de la producción primaria bruta (PPB) y la respiración. producción primaria bruta (PPB) y la respiración (R). Las tasas de crecimiento de la población se redujeron sistemáticamente con nTiO2, con una reducción que osciló entre el 11 y el 27 % dependiendo de la especie. Pero los mecanismos de reducción difieren entre las especies.
En el caso de Chlamydomonas, el nTiO2 redujo tanto la GPP como la R, pero los efectos sobre la GPP fueron más fuertes. Como consecuencia, el carbono fue carbono se respiraba más rápidamente de lo que se fijaba, lo que crecimiento reducido. Por el contrario, el nTiO2 estimuló tanto la GPP y R en Chorella. Pero como la R fue estimulada que la GPP, la pérdida de carbono volvió a superar la fijación superó la fijación, lo que condujo a una reducción del crecimiento. En el caso de Scenedesmus, nTiO2 no tuvo un impacto significativo en R pero redujo la GPP. Este patrón también provocó que la pérdida de carbono superara la fijación. Los resultados sugieren que el nTiO2 puede suprimir en general el crecimiento de las algas pelágicas, pero estos impactos se manifiestan a través de efectos contrastados en las funciones metabólicas específicas de cada especie.
Dado que crecimiento y el metabolismo de las algas son fundamentales para el funcionamiento de los ecosistemas y la estructura de los de los ecosistemas y la estructura de las redes alimentarias acuáticas, nuestro estudio sugiere que el nTiO2 tiene potencial para alterar importantes propiedades de la comunidad y del ecosistema de los hábitats de agua dulce.
Es necesario investigar más sobre este efecto negativo para la ecología del lago, y mientras tomar todas las medidas preventivas posibles que reduzcan las nanopartículas de titanio provenientes de las cremas solares en el agua del lago de Sanabria .
UN DATO: tendríamos que alinear unas 20.000 de estas nanopartículas NPs para alcanzar una longitud de 1 mm.
PUEDES LEER MÁS SOBRE PUBLICACIONES DE NANOPARTÍCULAS SINTÉTICAS CON TITANIO AQUI