Le nanoparticelle (NP) sono definite da dimensioni inferiori a 100nm e sono utilizzate in tutto il mondo in diversi prodotti di consumo, come per esempio cibo, vestiti, prodotti farmaceutici e prodotti per la casa. Inoltre è accertata la loro immissione in atmosfera da fonti di incenerimento (impianti di incenerimento rifiuti, industrie/attività artigianali). In alcuni casi le NP sono formate da ossidi di metalli ed è riconosciuta a diversi livelli la loro tossicità. La tossicità del metallo pesante nel suolo non dipende dalla sua concentrazione totale ma dalla presenza di forme bio-disponibili. Per valutare la biodisponibilità di metalli pesanti nel suolo si possono utilizzare varie tipologie di estraenti, che presentano una diversa capacità di estrazione, da chelanti (es. EDTA, DTPA) a sali neutri (es. NH4NO3, CaCl2) fino ad estrarre con acqua deionizzata. Lo scopo del lavoro è stato quello di valutare la biodisponibilità dei metalli pesanti a diversi tempi di incubazione (7 e 60 giorni) presenti nelle NP (CeO2, Co, Fe3O4) con cui l’orizzonte A1 di Epileptic Cambisol è stato irrorato. In particolare il suolo è stato incubato a temperatura ed umidità costanti (25°C, 60%WHC) e le concentrazioni delle NPs utilizzate sono state di 500µg/g di suolo. Gli estraenti utilizzati per saggiare la biodisponibilità delle NP sono stati EDTA, NH4NO3 e H2O dopo aver raggiunto l’equilibrio a 16h. Le analisi al microscopio elettronico ambientale (ESEM-Environmental Scanning Electron Microscope) ed al EDS - (Energy Dispersive Spectroscopy) hanno messo in evidenza come le NP irrorate nel suolo si distribuiscano formando aggregati di dimensioni maggiori e come siano presenti minerali naturali che contengono i diversi elementi (es Monazite Ce/La). La solubilità degli elementi presenti nelle NP è secondo questa sequenza Fe>Co>Ce. Infatti il CeIV è insolubile con tutti gli estraenti usati a questi valori di pH e di potenziale redox del suolo. Il Co presenta ugualmente una bassa estraibilità dell’elemento con tutti gli estraenti, mentre il Fe è poco solubile in acqua, un 30% è solubile in NH4NO3 e quasi il 50 % è disponibile in EDTA. La biodisponibilità dell’elemento presente nelle nanoparticelle ingegnerizzate immesse nel suolo a valori di pH basici è molto basso.

Biodisponibilità di nanoparticelle “ingegnerizzate” nel suolo

VITTORI ANTISARI, LIVIA;CARBONE, SERENA;VIANELLO, GILMO;
2011

Abstract

Le nanoparticelle (NP) sono definite da dimensioni inferiori a 100nm e sono utilizzate in tutto il mondo in diversi prodotti di consumo, come per esempio cibo, vestiti, prodotti farmaceutici e prodotti per la casa. Inoltre è accertata la loro immissione in atmosfera da fonti di incenerimento (impianti di incenerimento rifiuti, industrie/attività artigianali). In alcuni casi le NP sono formate da ossidi di metalli ed è riconosciuta a diversi livelli la loro tossicità. La tossicità del metallo pesante nel suolo non dipende dalla sua concentrazione totale ma dalla presenza di forme bio-disponibili. Per valutare la biodisponibilità di metalli pesanti nel suolo si possono utilizzare varie tipologie di estraenti, che presentano una diversa capacità di estrazione, da chelanti (es. EDTA, DTPA) a sali neutri (es. NH4NO3, CaCl2) fino ad estrarre con acqua deionizzata. Lo scopo del lavoro è stato quello di valutare la biodisponibilità dei metalli pesanti a diversi tempi di incubazione (7 e 60 giorni) presenti nelle NP (CeO2, Co, Fe3O4) con cui l’orizzonte A1 di Epileptic Cambisol è stato irrorato. In particolare il suolo è stato incubato a temperatura ed umidità costanti (25°C, 60%WHC) e le concentrazioni delle NPs utilizzate sono state di 500µg/g di suolo. Gli estraenti utilizzati per saggiare la biodisponibilità delle NP sono stati EDTA, NH4NO3 e H2O dopo aver raggiunto l’equilibrio a 16h. Le analisi al microscopio elettronico ambientale (ESEM-Environmental Scanning Electron Microscope) ed al EDS - (Energy Dispersive Spectroscopy) hanno messo in evidenza come le NP irrorate nel suolo si distribuiscano formando aggregati di dimensioni maggiori e come siano presenti minerali naturali che contengono i diversi elementi (es Monazite Ce/La). La solubilità degli elementi presenti nelle NP è secondo questa sequenza Fe>Co>Ce. Infatti il CeIV è insolubile con tutti gli estraenti usati a questi valori di pH e di potenziale redox del suolo. Il Co presenta ugualmente una bassa estraibilità dell’elemento con tutti gli estraenti, mentre il Fe è poco solubile in acqua, un 30% è solubile in NH4NO3 e quasi il 50 % è disponibile in EDTA. La biodisponibilità dell’elemento presente nelle nanoparticelle ingegnerizzate immesse nel suolo a valori di pH basici è molto basso.
La complessità del suolo-Riassunti Contributi Scientifici
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Livia Vittori Antisari; Serena Carbone; Gilmo Vianello; Alberto Fabrizi; Antonietta Gatti
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