Влияние наночастиц на микробиологическую активность почв

Попадая в литосферу, наночастицы могут менять микробиологическую и ферментативную активность почв, активно вступая во взаимодействие с живыми организмами, обитающими в этой среде.

Микроорганизмы играют очень важную роль в поддержании здоровья почв как среды для их функционирования и репродукции. На жизнедеятельность микроорганизмов влияют разные наночастицы; например, С60 и ТЮ2 проявляют антимикробные свойства [3.68].

Другим примером могут служить наночастицы Ag и Аи, которые способны проявлять острую токсичность со смертельным исходом, разрушая стенки клеток бактерий (.Escherichia coli) и накапливаясь в них [3.77]. Бактерицидную активность проявляют также наночастицы многих металлов (Fe, Си и др.) и их оксидов (ZnO, MgO), что используется для консервирования пищевых продуктов и в борьбе с микроорганизмами [3.78]. С другой стороны, несколько десятилетий назад было установлено, что многие минеральные частицы (например, бентонит размером менее 2 мкм) стимулируют рост аэробных микроорганизмов в почвах и способствуют ее минерализации [3.79].

К сожалению, и в этой области изучения в настоящее время экспериментально подтвержденных данных недостаточно. Например, фуллерены имеют низкую реакционную способность в почвах, которая, однако, может существенно увеличиваться присоединением различных функциональных групп к их поверхности. Другие источники сообщают о проявлении коллоидными системами на основе фуллере- нов С60 генотоксичных свойств [3.80], фуллерены могут являться транспортером высокотоксичных тяжелых металлов [3.81]. Есть и такие работы, в которых влияние фул- леренов на ферментативную активность, минерализацию (выделение С02) и аммонификацию (выделение NH*) почв не подтверждается.

Углеродные нанотрубки могут осаждаться на дно водоемов и находиться в чистой воде в диспергированном состоянии в течение часа. В присутствии же органических веществ (таких как гуминовые вещества) они могут проявлять высокую агрегативную устойчивость в течение месяца [3.82]. За это время эти наночастицы могут мигрировать в водной среде или осаждаться, вступая в контакт с организмами.

Существует предположение о возможности взаимодействия наночастиц с ионами с образованием нетоксичных комплексов по отношению к почве и разным микроорганизмам, но недостаток опытных данных не позволяет делать обоснованные выводы.

В работе [3.84] сообщается о том, что наночастицы способны мигрировать в почвах и достигать ее нижних слоев, образуя градиент концентраций наночастиц по сравнению с верхним слоем почв.

Многие ученые заявляют о том, что влияние наночастиц на почву и в целом на экологический климат в литосфере можно оценить только при их долговременном нахождении в ней. Однако дефицит экспериментальных работ не позволяет развивать эту теорию [3.83]. Следует разрабатывать новые методы токсикологического тестирования наноматериалов в почве.

Наночастицы могут негативно влиять на микробиологический климат, пусть не прямым, а косвенным действием.

Таким образом, влияние наночастиц на литосферу пока мало изучено. Существующие данные и общие соображения позволяют предположить, что это влияние связано с воздействием наночастиц на бактерии и вирусы почв, причем эффект будет проявляться при значительно больших дозах, чем при непосредственном действии на микроорганизмы, так как неизбежна дезактивация наночастиц абиотическими факторами.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >