p Os cientistas têm, pela primeira vez, rastreou as nanopartículas retiradas do solo por plantas cultivadas e analisou os estados químicos de seus elementos metálicos. Foi demonstrado que o zinco se dissolve e se acumula nas plantas, enquanto o elemento cério não se dissolvia no tecido vegetal. Os resultados contribuem para o debate polêmico sobre a toxicidade das nanopartículas em plantas e se as nanopartículas modificadas podem entrar na cadeia alimentar. O estudo foi publicado em 6 de fevereiro de 2013 na revista ACS Nano . p A equipe de pesquisa internacional foi liderada por Jorge Gardea-Torresdey, da Universidade do Texas em El Paso, e também composta por cientistas da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, o SLAC National Accelerator Laboratory em Stanford (Califórnia), e a Instalação Européia de Radiação Síncrotron em Grenoble (França).

p Nanopartículas estão presentes em todos os lugares, por exemplo, na poeira fina de lenha. Mesmo um composto químico simples se comporta de maneira diferente como uma nanopartícula, principalmente devido ao aumento da área de superfície específica e reatividade. Essas propriedades atraentes são o motivo pelo qual as chamadas nanopartículas projetadas (ENPs) são agora amplamente utilizadas em processamento industrial e bens de consumo. Ao mesmo tempo, sua alta reatividade levantou preocupações sobre seu destino, transporte e toxicidade no meio ambiente. "Um número crescente de produtos contendo ENPs está no mercado e, eventualmente, eles entrarão no solo, água e ar. É por isso que é muito importante estudar as interações das culturas com as nanopartículas, já que sua possível translocação para a cadeia alimentar começa aqui ", diz Jorge Gardea-Torresdey, professor e catedrático do Departamento de Química da Universidade do Texas em El Paso.

p Os cientistas se concentraram em plantas de soja (glycine max), a quinta maior safra na produção agrícola global, e a segunda nos EUA. O solo em que as plantas foram cultivadas foi misturado com óxido de zinco (ZnO) e dióxido de cério (CeO2, nanoceria) nanopartículas, que estão entre os mais utilizados na indústria. ZnO é amplamente utilizado em produtos de proteção solar, como sensores de gás, agentes antibacterianos, dispositivos ópticos e elétricos, e como pigmentos. Nanoceria é um excelente catalisador para processos de combustão interna e craqueamento de óleo e também é usado em sensores de gás, produtos de proteção solar e cremes cosméticos.

p Depois que as plantas de soja cresceram até a maturidade em estufas, a distribuição de zinco e cério nas plantas foi estudada. O uso de feixes microscópicos de raios-X síncrotron na European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) e na Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL), permitiu aos cientistas determinar a forma química desses metais, ou seja, se eles ainda estavam ligados a nanopartículas ou se tinham dissolvido e ligado ao tecido da planta. "Usamos feixes de raios-X 1000 vezes mais finos do que um fio de cabelo humano, e a maneira como são absorvidos nos diz se, no ponto microscópico que atingiram, zinco e cério estavam presentes, e se faziam parte de uma nanopartícula na planta ou não. "diz Hiram Castillo, um cientista do ESRF em Grenoble.

p O cério mostrou estar presente não apenas nos nódulos próximos ao solo, mas também atingiu os frutos das plantas. Uma análise espectral detalhada dos sinais de raios-X mostrou que o cério nos nódulos e vagens estava no mesmo estado químico que nas nanopartículas. Contudo, parte do cério mudou seu estado de oxidação de Ce (IV) para Ce (III), o que pode alterar a reatividade química das nanopartículas.

p O zinco foi detectado em nódulos, caules e frutos em concentrações mais altas do que em um grupo de plantas de controle. A análise espectral não mostrou a presença de zinco nas plantas ligadas como nanopartículas de ZnO, o que significa que o zinco nas nanopartículas havia sido biotransformado. Os espectros sugerem que os ácidos orgânicos presentes nas plantas, como o citrato, são os prováveis ​​ligantes do zinco.

p “Como o zinco está presente na maioria das plantas, Não é surpresa que o zinco das nanopartículas do solo possa entrar no tecido vegetal. Mas as plantas também podem assimilar elementos mais perigosos, como cádmio ou arsênico, que, quando usado em nanopartículas, pode representar uma ameaça real ", diz Hiram Castillo." Nossos resultados também mostraram que as nanopartículas de CeO2 podem ser absorvidas por culturas alimentares, quando presentes no solo. O cério não tem nenhum parceiro químico no tecido da planta e não é biotransformado na soja, mas ainda atinge a cadeia alimentar e a próxima geração da planta de soja ”, acrescenta Jorge Gardea-Torresdey.

p "É preciso ter em mente que, uma vez que as nanopartículas modificadas entram na cadeia alimentar, este é um processo cumulativo. Níveis toleráveis ​​hoje podem se tornar perigosos amanhã. Por isso é importante estudar não só se as nanopartículas artificiais podem ser retiradas do solo, mas também como são biotransformadas nas plantas ”, conclui Jorge Gardea-Torresdey.

p Arturo A. Keller, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e codiretor do Centro UC para as Implicações Ambientais da Nanotecnologia, que não estava envolvido nesta pesquisa, comentários:

p "É um artigo fascinante com algumas preocupações genuínas em termos de implicações potenciais para a saúde. Embora não possamos atribuir diretamente a ingestão de nanopartículas a nenhuma doença ou sintoma específico, sabemos, a partir dos mais recentes estudos de laboratório, a potência que alguns têm em termos de infiltrar nossas células e tecidos e causar danos. O fato de que essas partículas potencialmente perigosas estão sendo absorvidas por uma cultura tão comum sugere a necessidade de revisar quais materiais são usados ​​na agricultura em todo o mundo. Em particular, levanta a preocupação sobre o uso de águas residuais tratadas para irrigar plantações em todo o mundo, o que pode fornecer uma rota para que essas partículas potencialmente perigosas entrem em nossos corpos se o conteúdo da água não for gerenciado de forma mais rígida. "