O que significa um cólon humano, tanque séptico, nanopartículas de cobre e peixe-zebra têm em comum? Eles foram os principais componentes usados ​​por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Riverside e UCLA para estudar o impacto de nanopartículas de cobre, que são encontrados em tudo, de tintas a cosméticos, têm em organismos inadvertidamente expostos a eles.

Os pesquisadores descobriram que as nanopartículas de cobre, quando estudado fora da fossa séptica, taxas de incubação de embriões de peixe-zebra impactadas em concentrações tão baixas quanto 0,5 partes por milhão. Contudo, quando as nanopartículas de cobre foram liberadas na réplica da fossa séptica, que incluía líquidos que simulavam comida digerida por humanos e águas residuais domésticas, eles não estavam biodisponíveis e não afetaram as taxas de incubação.

"Os resultados são encorajadores porque mostram que, com uma fossa séptica funcionando corretamente, podemos eliminar a toxicidade dessas nanopartículas, "disse Alicia Taylor, um estudante de pós-graduação trabalhando no laboratório de Sharon Walker, professor de engenharia química e ambiental da Universidade da Califórnia, Bourns College of Engineering de Riverside.

Taylor é co-autor de um artigo publicado recentemente, "Compreendendo a transformação, Especiação, e o potencial de risco de partículas de cobre em um sistema de tanque séptico modelo usando peixe-zebra para monitorar o efluente, "no jornal ACS Nano . Outros autores são:Sijie Lin (também co-primeiro autor), Zhaoxia Ji, Chong Hyun Chang, Nichola M. Kinsinger, William Ueng, Andre´ E. Nel e Walker.

A pesquisa chega em um momento em que produtos com nanopartículas estão cada vez mais entrando no mercado. Embora a segurança dos trabalhadores e consumidores expostos a nanopartículas tenha sido estudada, muito menos se sabe sobre as implicações ambientais das nanopartículas. A Agência de Proteção Ambiental está atualmente acessando os possíveis efeitos dos nanomateriais, incluindo aqueles feitos de cobre, têm na saúde humana e na saúde do ecossistema.

Os pesquisadores da UC Riverside e da UCLA dosaram a fossa séptica com microcobre e nanocobre, que são formas elementares de cobre, mas abrangem diferentes tamanhos e usos em produtos, e CuPRO, um material à base de nanocobre usado como agente antifúngico para pulverizar plantações agrícolas e gramados.

Embora esses materiais à base de cobre tenham finalidades benéficas, a exposição inadvertida a organismos como peixes ou embriões de peixes não recebeu atenção suficiente porque é difícil modelar ambientes de exposição complicados.

Os pesquisadores da UC Riverside resolveram esse problema criando um sistema experimental único que consiste na réplica do cólon humano e uma réplica da fossa séptica de dois compartimentos, que era originalmente uma fossa séptica acíclica. O cólon modelo é feito de um tubo de vidro personalizado de 20 polegadas de comprimento com um diâmetro de 2 polegadas com uma rolha de borracha em ambas as extremidades e uma membrana em forma de tubo normalmente usada para tratamentos de diálise dentro do tubo de vidro.

Para simular a alimentação humana, 100 mililitros de uma mistura de 20 ingredientes que replicou o alimento digerido foi bombeado para o tubo de diálise às 9 da manhã, 3 horas da tarde. e 21:00 para experimentos de cinco dias ao longo de nove meses.

A fossa séptica foi preenchida com resíduos do cólon junto com água cinza sintética, que se destina a simular águas residuais de fontes como pias e banheiras, e as nanopartículas de cobre. Os pesquisadores construíram uma fossa séptica porque 20 a 30 por cento dos lares americanos dependem dela para tratamento de esgoto. Além disso, pesquisas mostraram que até 40% das fossas sépticas não funcionam adequadamente. Esta é uma preocupação se os materiais de cobre estão atrapalhando o funcionamento do sistema séptico, o que levaria à entrada de resíduos não tratados no solo e nas águas subterrâneas.

Uma vez que a câmara primária do sistema séptico estava cheia, o líquido começou a entrar na segunda câmara. Uma vez por semana, o efluente foi drenado da câmara secundária e colocado em recipientes selados de cinco galões. O efluente foi então usado em combinação com embriões de peixe-zebra em um processo de triagem de alto conteúdo usando placas multifacetadas para acessar as taxas de incubação.

O efluente restante foi salvo e fica em 30 baldes de cinco galões em um armário na UC Riverside porque alguns colaboradores solicitaram amostras do líquido para seus experimentos.