Nanoecotoxicología: evaluación de efectos letales y subletales de nanopartículas (NPs) metálicas sobre organismos acuáticos de distinto nivel trófico

Abstract

Las nanopartículas de plata (NPsAg) son altamente valoradas por sus propiedades únicas y aplicaciones diversas, pero su creciente producción plantea riesgos ambientales significativos. Este estudio se centró en evaluar la toxicidad de las NPsAg en organismos acuáticos nativos de Argentina, de diferente nivel trófico. Se usaron NPsAg con recubrimiento de citrato (NPsAg-cit) y de polivinilpirrolidona (NPsAg-PVP) para realizar ensayos de toxicidad en microalgas, macrófitas, cladóceros, macrocrustáceos y peces. Los NPsAg-cit mostraron alta estabilidad coloidal y tamaños predominantemente pequeños, mientras que las NPsAg-PVP exhibieron tamaños moderados y carga negativa en medios acuosos. Los ensayos demostraron que las NPsAg-cit y NPsAg-PVP afectaron significativamente a Chlorella vulgaris, inhibiendo su crecimiento y alterando su contenido de clorofilas y carotenoides. Se observó un aumento en la concentración de proteínas y lípidos, así como incremento en el contenido de malondialdehído, indicando daño oxidativo. Lemna gibba mostró una disminución en el crecimiento y la longitud de la raíz al exponerse a NPsAg-PVP. En los cladóceros, las NPsAg-cit y NPsAg-PVP afectaron la supervivencia y reproducción, siendo las especies nativas más sensibles. En Hyalella curvispina y Gambusia affinis, las NPsAg-PVP causaron cambios fisiológicos y comportamiento alterado. La bioconcentración de plata se detectó en varios organismos, confirmando la presencia y los efectos tóxicos de las NPsAg. La microscopía reveló daños celulares significativos en C. vulgaris expuesta a NPsAg. El estudio concluye que las NPsAg representan un riesgo considerable para los ecosistemas acuáticos y proporciona datos cruciales para la evaluación de riesgos y estrategias de gestión ambiental para minimizar sus impactos.

Silver nanoparticles (AgNPs) are highly valued for their unique properties and diverse applications, but their increasing production poses significant environmental risks. This study focused on evaluating the toxicity of AgNPs in aquatic organisms from various trophic levels found in Argentina's aquatic ecosystems. Citrate-coated AgNPs (AgNPs-cit) and polyvinylpyrrolidone-coated AgNPs (AgNPs-PVP) were used to perform toxicity assays on microalgae, macrophytes, cladocerans, macrocrustaceans, and fish. Citrate-coated AgNPs (AgNPs-cit) exhibited high colloidal stability and were predominantly small in size, while polyvinylpyrrolidone-coated AgNPs (AgNPs-PVP) were of moderate size and showed a negative charge in aqueous media. The assays demonstrated that AgNPs-cit and AgNPs-PVP significantly affected Chlorella vulgaris, inhibiting its growth and altering its chlorophyll and carotenoid content. An increase in protein and lipid concentrations, as well as an increase in malondialdehyde content, was observed, indicating oxidative damage. Lemna gibba showed a decrease in growth and root length when exposed to AgNPs-PVP. In cladocerans, AgNPs-cit and AgNPs-PVP affected survival and reproduction, with native species being more sensitive. In Hyalella curvispina and Gambusia affinis, AgNPs-PVP caused physiological changes and altered behavior. Bioconcentration of silver was detected in several organisms, confirming the presence and toxic effects of AgNPs. Microscopy revealed significant cellular damage in C. vulgaris exposed to AgNPs. The study concludes that AgNPs pose a considerable risk to aquatic ecosystems and provides crucial data for risk assessment and environmental management strategies to minimize their impacts.