- Forskning
- Miljö
Titandioxid används i otaliga produkter som färger, kosmetika, läkemedel, godis, tuggummi, livsmedel, tandkräm, solskyddsmedel och till och med i en del hälsokostprodukter. Det finns många studier över gifteffekter, speciellt av de mindre partiklarna i nanostorlek. Mindre beaktat är att mycket av titandioxiden hamnar i naturen och kan påverka markens bakterieflora.
Speciellt mycket kommer naturligvis med i avloppsvattnet från enskilda hushåll och hamnar i reningsverken, för att föras vidare till åkrarna, men det sprids även mer diffust i damm och vatten från industrier och annan verksamhet där det används.
En artikel i tidskriften Nanotoxicology beskriver effekterna av låga halter titandioxid på markens bakterieflora. Naturlig, opåverkad mark, innehåller kväveoxiderande bakterier och archaea (bakterierliknande encelliga organismer som bildade en speciell utvecklingsgren, för mer än 3 miljarder år sedan). Bland både bakterier och archaea finns arter som omvandlar kväve till för växterna andvändbara föreningar, ämnen som är nödvändiga för allt levande.
Bedriver man jordbruk måste kväve tillföras för att få bra skörd. Ju lägre den kvävefixerande förmågan hos bakterier och archaea, desto mer kväve måste tillföras genom konstgödsel och oundvikligen läcker en del ut i sjöar och kustnära områden, något som är ett stort övergödningsproblem.
Om det hamnar giftiga ämnen i marken kan bakterier och archaea påverkas och deras kvävebindande förmåga minskas och onödigt stora mängder konstgödsel behöver tillföras. En fransk forskargrupp har undersökt detta, tidigare lite beaktade problem, genom att testa vilka effekter tillförsel av nanopartiklar, 28,7 nanometer i genomsnitt, av titandioxid har på markens populationen av mikroorganismer och deras förmåga att omvandla kväve och kväveföreningar till en form som växterna kan utnyttja.
Forskarna tog jord i det 20 cm översta lagret på ett område som endast hade använts som betesmark och enligt tidigare experiment med olika sorters jordar hade den största känsligheten för titandioxid, analyserade sammansättning och finfördelade proverna varefter olika mängder titandioxid, från 0,05 till 500 mg/kg torrvikt, omsorgsfullt blandades in. Proverna hölls vid 28 grader under 90 dagar och antal av olika arter och deras kvävehanterande förmåga analyserades samt nivån av oxidativ stress. Mängderna titandioxid valdes för att representera från låga och realistiska halter upp till höga halter motsvarande utsläpp av misstag. Odlingsflaskorna luftades då och då för att luften skulle motsvara normal atmosfär. Proverna med titandioxid jämfördes med kontrollprov utan metall.
En analys visade att nanopartiklarna klumpade ihop sig vid högre koncentrationer och bildade större partiklar och att bildningen av fria radikaler var störst vid de lägsta halterna och minskade ju högre halten titandioxid var. Bland kväveoxiderande organismer dominerade bakterier över archea och effekten av titandioxid på antal mikroorganismer och kväveoxidering varierade starkt vid olika nivåer av titandioxid.
Av de dominerande nitrifierande mikroorganismerna visade sig bakteriernas antal vara lika känsligt för alla koncentrationer och minskade med 40 % i antal. Archaea, däremot, minskade mest vid medelkoncentrationer mellan 1-10 mg/kg. Nitrifieringen var lägst vid de lägsta och högsta halterna titandioxid. Man kunde inte finna någon klar dos-responsrelation mellan halt och effekt hos någon av fyra olika sorters undersökta bakterier och archaea. Forskarna anser att den olika effekten vid olika koncentrationer beror på en aggregering av titandioxid vid högre halter och att detta minskar oxidativ stress och att titandioxid är eco-toxikologiskt vid mycket låga halter.
http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17435390.2017.1290845
