Gümüş Nanopartiküller: Çevreye Tehdit Yok

Gümüş Nanopartiküller: Çevreye Tehdit Yok

George J. Maass, Ph.D. (Colloidal Science Laboratories)

Özet:

Gümüş etkili bir germ savaşçısıdır ve gümüş nanopartiküller, oldukça yüksek yüzey alanlarından dolayı özellikle etkili olduğu kabul edilmektedir. Ürünlerinde gümüş nanoparçacık kullanan çok sayıda üretici olması nedeniyle, bu ürünler atıldığında veya yıkandığında çevre üzerindeki etkiler konusunda bazı endişeler ortaya çıkmaktadır. Bu rapor, gümüş nanoparçacıkların, toprak ve su gibi normal çevresel örneklerle temas ettiklerinde “nanolaşmış” olarak kalmadıklarını, ancak çok daha büyük, çok daha az biyolojik olarak etkili, toksik olmayan gümüş parçacıkları oluşturmak üzere toplandıklarını gösterecektir iyonik değildir ve çevreye veya sucul yaşama zararlı olduğu geçmişi yoktur. Ayrıca, gümüş nanoparçacıkların, güçlü oksitleyici maddelerin varlığı dışında, asla gümüş iyonları oluşturma olasılığı yoktur.

Giriş:

Son zamanlarda, Çevre Koruma Ajansı (EPA) anti-mikrobiyal olarak kullanılmak üzere nanopartiküller üreten şirketleri düzenlemeyi planladıklarını belirtti. Bu şu soruyu ortaya çıkarıyor: neden diyet takviyesi ve nanoparçacık endüstrileri şu anda hedef alınıyor ve daha önce insanlığa veya çevreye zararlı bir etkisi olmadığını belirten bir endüstrinin yeni düzenlemesi için rasyonel olan nedir?

EPA, gümüş nanopartiküllerin antimikrobiyaller kadar etkili olduğunu bilir. EPA tarafından mevcut ilgiye verilen sebep, gümüş nanoparçacıkların veya gümüş nanoparçacık olduğunu iddia eden ürünlerin, şimdi birkaç üretici tarafından üretilmeleridir ve EPA, bu partiküllerin bertaraf edildiklerinde, ortamda aniden beliren önemli miktarda gümüş nanopartikül olabilir. Önerilen kaygı, gümüş nanoparçacıkların, birim ağırlık başına yüzey alanlarının çok büyük olması nedeniyle çok küçük olmasından kaynaklanmaktadır, bu nedenle, belirli bir ürün ağırlığı için yüzey alanıyla orantılı olan biyolojik etkinlik, bunun çok ötesindedir. Bu beklenen olurdu. Bu kadarı doğru ve gümüş nanoparçacıkların biyolojik uygulamalarda bu kadar çekici olmasının sebebinin bir parçası. EPA, gümüş nanoparçacıklarının zararlı bakterileri öldürmede etkili olduğu gerçeğini sorgulamıyor, ancak yüksek yüzey alanı / ağırlık etkinliği parametresi nedeniyle, bu parçacıkları lağımlara veya su yollarına atarak çevreye zararlı etkileri olabileceğini sorguluyor normal atık bozulmasında faydalı olan bakteriler?

Son ifade, gümüş nanoparçacıkların ne olduklarını ve ne yaptıklarını yanlış anladığını göstermektedir. Nanoparçacık teknolojisi, iyi nedenlerle bilimsel topluluk için nispeten yenidir: Nanopartiküller üretmek zordur; üretildikten sonra stabilize etmek zordur; doğada uzun süre yaşayacak kadar kararlı değillerdir. Bu çalışmanın amacı, nanopartiküllerin çeşitli © 2008 Colloidal Science Lab., Inc. toprakları ve farklı su kaynakları ile normal etkileşiminin, büyüklüğü değiştirmek ve biyolojik aktiviteyi dramatik bir şekilde azaltmak için yeterli olduğunu kanıtlamaktır. Spesifik olarak, inceleme alanları, nano partiküller olarak başlayan gümüş kolloitlerin, çevre ile temas ettiklerinde, ortalama partikül ebadı dağılımları ile belirtildiği gibi çok daha büyük kümelere “büyüdüğünü” belirten deneyleri içerecektir (bir nanopartikül ebadı ölçümü) ve zeta potansiyelinin nanoparçacık stabilitesi için gereken aralığın dışında olduğunu belirleyecek olan zeta potansiyel ölçümleri.

Son makalelerden de anlaşılacağı gibi, gümüş ve nanoparçacıkları hakkında yanlış anlamalar gösteren başka alanlar da var. Arizona Eyalet Üniversitesi’nde, Westerhoff ve Benn (1), son 10 yıl boyunca Kolloidal Science Laboratories’de (CSL) hiç gözlemlenmemiş “bulgular” olduğunu bildirmiştir. Örneğin, nanoilver parçacıklarının neme maruz kaldıklarında iyonik gümüş ürettiklerini iddia ederler. Bu doğru değil! Bu, gümüş metalin suda çözünür olduğunu söylemek için eşittir. CSL’de, katı gümüş metalden ince gümüş toza kadar kolloidal nanoparçacıklara kadar çeşitli gümüş formları, çalkalama ile uzun süre suya maruz bırakılmıştır. Herhangi bir biçimde gümüş metal su ile muamele edildiğinde iletkenlikte veya gümüş iyon konsantrasyonunda bir artış gözlenmedi.

Gümüş metal, gümüş iyonları oluşturmak için nitrik asit veya Aqua Regia ile kimyasal işlem gerektirir. Westerhoff ve Benn, çoraplara gümüş solüsyonlarla muamele edilebilir biçimde muamele edilerek hazırlanan ticari olarak hazırlanmış çoraplarla çalışıyorlardı. Arıtma çözeltilerinde bazı gerçek kolloidal gümüşler olabilir, fakat kesinlikle çözünür gümüş bileşikleri mevcuttu ve çoraplar durulandıktan sonra, gümüş iyonlarının bir kısmını yıkama suyuna geri bıraktılar.

Bazı insanlar da sadece gümüş iyonlarının antimikrobiyal özelliklere sahip olduğunu iddia ediyor. Bu başka bir yanılgıdır. Kolloidal gümüş kendi başına harika bir antimikrobiyaldir, bu iyi bir şeydir, çünkü gümüş iyonları çözünmez ve biyolojik olarak atıl gümüş klorür oluşturmak için klorür iyonu ile çok reaktifdir. Bu, kan dolaşımında ve doğada, halojen anyonlarının bulunduğu her yerde gerçekleşir.

Bu raporun göstereceği gibi, kolloidal gümüşün yüksek biyolojik etkinliği doğada kalmaz, çünkü nanopartiküller çevre ile, özellikle toprak ve suyla temas ettiklerinde topaklanırlar. Westerhoff ve Benn, gümüş parçacıklarının kumaşta ve yıkama suyunda birlikte toplandıklarını kabul ediyorlar. Bu kesinlikle çevre güvenliği için göz önünde bulundurulması gereken nokta. Parçacıkların artık “nano” olarak kabul edilmemesi, daha büyük olması ve dolayısıyla yüksek biyolojik aktivitenin devam eden etkisini ortadan kaldırması için ne kadar “kümelenme” gerekiyor? Bu araştırmacılar ve diğerleri, örneğin çoraplarda kolloidal nanoparçacıklardan, özellikle zebra balıklarında iyonik gümüşe ve toksik etkisine atlamak için çok hızlılar ve iyonlar kolloidal nanoparçacıklardan geliyormuş gibi konuşuyorlar. Bu konuda çok net olmak gerekir. Araştırmacılar yıkama suyunda veya başka bir yerde gümüş iyonları buluyorsa, orijinal iyonda gümüş iyonları mevcuttu. Bu çok güçlü bir şekilde ifade edilemez. İnsanlar çoraplarını nitrik asitle yıkamaya başlamadıkça, kolloidal gümüş nanoparçacıkların gümüş iyonlarına dönüşmesi mümkün değildir.

Öte yandan, bazı araştırma kurumlarının, kolloidal gümüş için toksisite ima eden araştırmalar yapmak için teşvik edilmeleri ve hatta finanse edilmeleri şaşırtıcı değildir. Tanınmış internet sağlık forumuna ev sahipliği yapan Tony Isaacs’a göre, bunun sebebi “Kolloidal gümüşün zehirli olduğu tek şey büyük ilaç şirketlerinin karıdır.” binlerce yıldır mikroplarla ve hastalıklarla mücadele. ”“ (koloidal gümüş), marjinal etkili ve yan etki yüklü ana antibiyotiklerden çok daha güvenli, daha etkili ve daha ucuz. ”

Eldeki çalışma, gümüş kolloidlerin morfolojisi ve stabilitesini değiştiren dört farklı çevresel durumu inceleyecektir:

1. Gümüş kolloidlerin drenajının çeşitli toprak örnekleriyle etkisi.


2. Gümüş kolloidlerin farklı su örnekleriyle etkileşiminin etkisi.


3. Gümüş kolloidlerin güneş ışığına maruz kalmasının etkisi.


4. Gümüş kolloidlerin seviyesindeki biyolojik aktivite ile ilgili değişim.

Deneysel:

Örnek seçimi

Başlangıçta, ele alınacak ilk iki soru hangi çevresel numunelerin kullanılması gerektiği ve bu numunelerin hangi konsantrasyonda kolloidal gümüş konsantrasyonuna maruz kalması gerektiğidir. Bu tür bir bilgi için ilk girişim olduğundan, çevresel örnekleri aşağıdakilerle sınırlandırmaya karar verilmiştir: (2)

1. New Jersey sahilinden alınan kum.


2. New Jersey’nin merkezinden alınan kir.


3. Kuzey Pennsylvania’dan alınan kir.


4. NJ Westampton ‘dan Su, yerel musluk suyu.


5. New Jersey sahilinden alınan deniz suyu.


6. Pennsylvania’nın kuzeyindeki bir kuyudan alınan su.

Toprak örnekleri, Amerika Birleşik Devletleri’nin Doğu Kıyısında bulunan en yaygın türlerden bazılarını temsil eder. Kum esasen büyük miktarda kimyasal değişime tabi olmayan ve düzenli aralıklarla biriktirme ve boşaltma işlemlerinin gerçekleştiği alanlar için yaygın olan bir toprak türü olan bir Entisol’dur. New Jersey toprağı temel olarak kil, kuvars, kaolinit ve çeşitli demir oksitleri içeren bir Ultisol’dur. Pennsylvania toprakları büyük olasılıkla, çoğu ürün yetiştirmek için verimli olan ve birçok alanda yaygın olan killer olan Alfisoller ve İnceptisollerin bir karışımıdır. (3)

Su örnekleri, birçok tuz bakımından zengin Deniz suyu, rutin saflaştırma işleminden geçen NJ musluk suyu ve büyük olasılıkla karbonatlar ve nitratlar içeren Pennsylvania kuyu suyu. Bu nedenle, bu ilk çalışma için ortamın nanopartiküller üzerindeki etkisinin belirlenmesi için örneklerin seçimi yeterli olmalıdır.

Her bir çevresel numuneden yaklaşık 8 ila 10 lbs toplanmıştır. Bunlardan her biri 20.0 g olan 18 ila 20 örnek seçildi ve bunlar test için rastgele seçildi.

Daha sonra, kullanılacak olan koloidal gümüş miktarına bakıldığında, ilk test durumunun, sadece bir miktar izlemekten ziyade, çevreye salınan nanopartiküllerin çokluğu ile ilgili bilgi vermesi gerektiğine karar verildi. Çevre fazlalık tarafından büyük ölçüde değiştirilmezse, kesinlikle daha küçük miktarlardan etkilenmeyecektir.

Ön çalışmalar, toprak örneklerinin ağırlığına bağlı olarak 6 ppm ve muhtemelen daha yüksek konsantrasyonlarda hiçbir nanopartikülün hayatta kalamayacağını göstermiştir. Bu nedenle, daha makul bir miktar, ancak yine de doğal bir oluşum için oldukça yüksek bir konsantrasyon seçildi.

Elimizdeki kolloidal gümüş numuneleri diyet takviyesi tipinde ve ortalama en az 20 ppm gümüş idi. Drenaja başlamak için çoğu toprak numunesi sudaki ağırlıklarının 0.5 ila 0.75’ini gerektirir. Kolloidal gümüşün 10 ila 1 oranında seyreltilmesine ve daha sonra her bir toprak örneğine uygulanmasına karar verildi. Bu, her bir numunenin toprağın ağırlığına bağlı olarak en az 2 ppm gümüş nanopartikül içermesini sağlayacaktır. Bu, kabaca 27 litre 20 ppm kolloidal gümüşü bir ton kirin üzerine dökmeye karşılık gelir. Kolloidal gümüş müşterilerin çoğu çay kaşığı ve çorba kaşığı miktarlarıyla ilgilendiğinden, bu deneyin en kötü durum senaryosunun çok üstünde bir şeyi kapsadığını söylemek güvenli olmalıdır.

Ölçümler:

Her deneysel durumda, seçilen kolloidal gümüş numunesi çevre numunesiyle karıştırıldı ve tanecik boyutu ve zeta potansiyelindeki değişiklik belirli bir süre sonra kaydedildi. Bu çalışma için kullanılan araç Malvern Zetasizer, Model Nano ZS idi. Toprağa temas eden numuneler çok büyük makro parçacıklar ve kayalar içerdiğinden, numunelerin tümü, bu çalışmada ilgilenilenlerden 3 ila 4 büyüklükteki parçacıkları ortadan kaldırmak için 601 Ahlstrom filtre kağıdı boyunca vakumlu filtreleme gerektirmiştir. Bu filtrasyonun nanopartiküller üzerinde etkisi yoktur.

Çevresel numunelerin su olduğu denemeler için kolloidal gümüş, söz konusu suda 10 ila 1 oranında seyreltildi.

Sonuçlar

Bu bölümdeki ilk veriler bu denemelerde kullanılan kolloidal gümüşün özelliklerini göstermektedir. Rastgele seçilen bu örnek, 1.74 nm’de parçacıklarının% 81’ine ve -31.7 mV’lik bir Zeta potansiyeline sahipti. Tablo 1 ila 6’daki veriler, söz konusu çevresel © 2008 Colloidal Science Lab., Inc. örnekleri ile belirtilen temas süresinden sonra akışkanda bulunan parçacıkların sonuçlarını göstermektedir. Örneğin, Tablo l’de DI suyu toprak numuneleri içinden filtre edildiğinde nano partiküllerin bulunamadığı, ancak sadece 300 nm veya daha yüksek mertebedeki büyük partiküllerin bulunduğu gösterilmiştir.

Tablo 2, toprak örnekleri ile sadece 15 dakikalık temastan sonra, zeta potansiyelinde bir düşüş olduğunu ve en küçük parçacıkların 3 ila 8 nm aralığına yükseldiğini ve yine de toplamın% 80 ila 90’ını temsil ettiğini göstermektedir.

Tablo 3, toprakla 7 günlük temastan sonra, ancak güneş ışığından uzak tutulduktan sonra nanopartiküllerin 3 ila 8 kat arttığını göstermektedir.

Tablo 4’te, bu sonuçlar daha çarpıcıdır, çünkü numunelerin tümü 7 gün boyunca güneş ışığına maruz kaldığından, boyutlarındaki artışlar 7 ila 20 kat ve en küçük partiküller toplamın sadece% 30 ila 40’ını temsil eder.

Tablo 5’teki veriler için, kolloidal gümüş, 21 gün boyunca güneş ışığı altında çevre su numunesi ile temas halinde bırakılmıştır. Tablodan görülebileceği gibi, zeta potansiyelinde karşılık gelen bir düşüş ile parçacık büyüklükleri önemli ölçüde artmıştır (3 büyüklük sırası).

Tablo 6’da, numuneler güneş ışığı altında 7 gün boyunca toprak numuneleri yerine su numuneleri ile temas halinde bırakılmıştır. Bu testlerin sonuçları, her su numunesinin zeta potansiyelini azalttığını ve partikül büyüklüğünü arttırdığını göstermektedir.

TESTLERDE KULLANILAN KOLOİD GÜMÜŞ ÖZELLİKLERİ

En Küçük Parçacıklar. Nm	Zeta Pot., mV	Toplam Ag – PPM	Ionik Ag – PPM
1.74	-31.7	21.4	9.6

TABLO 1 – Deiyonize Su

Filtreleme Ortamı	En Küçük Parçacıklar. Nm	Zeta Pot., mV	Toplam Ag – PPM	Ionik Ag – PPM
Kum	bulunamadı	-20.2	0.00	0.00
NJ Toprak	bulunamadı	-1.5	0.00	0.00
PA Toprak	bulunamadı	-31.3	0.00	0.00

TABLO 2 – KOLOİD GÜMÜŞ – 15 DAKİKA KONTAK – 7 GÜN SONRA

Filtreleme Ortamı	En Küçük Parçacıklar. Nm	Zeta Pot., mV	Toplam Ag – PPM	Ionik Ag – PPM
Kum	3.53	-20.6	1.14	0.00
NJ Toprak	4.35	-22.2	1.57	0.20
PA Toprak	8.3	-21.7	1.05	0.20

TABLO 3 – KOLOİD GÜMÜŞ – 7 GÜNLÜK KONTAK – GÜNEŞ IŞIĞI YOK

Filtreleme Ortamı	En Küçük Parçacıklar. Nm	Zeta Pot., mV	Toplam Ag – PPM	Ionik Ag – PPM
Kum	5.4	-15.7	1.27	0.00
NJ Toprak	9.7	-20.8	0.56	0.00
PA Toprak	14.7	-2.8	0.17	0.00

TABLO 4 – KOLOİD GÜMÜŞ – 7 GÜNLÜK KONTAK – GÜNEŞ IŞIĞI VAR

Filtreleme Ortamı	En Küçük Parçacıklar. Nm	Zeta Pot., mV	Toplam Ag – PPM	Ionik Ag – PPM
Kum	11.3	-22.8	0.94	0.00
NJ Toprak	26.9	-22.2	0.41	0.00
PA Toprak	34.2	-21.2	0.35	0.00

TABLO 5 – KOLOİD GÜMÜŞ – 21 GÜNLÜK KONTAK – GÜNEŞ IŞIĞI VAR

Filtreleme Ortamı	En Küçük Parçacıklar. Nm	Zeta Pot., mV	Toplam Ag – PPM	Ionik Ag – PPM
Kum	>2000	-11.3	0.03	0.00
NJ Toprak	>1900	-4.6	0.24	0.00
PA Toprak	>1700	-7.6	0.39	0.00

TABLO 6 – KOLOİD GÜMÜŞ – 7 GÜNLÜK KONTAK

Filtreleme Ortamı	En Küçük Parçacıklar. Nm	Zeta Pot., mV	Toplam Ag – PPM	Ionik Ag – PPM
Musluk suyu	113	-11.3	0.03	0.00
Deniz Suyu	631	-4.6	1.14	0.00
Kuyu Suyu	32.1	-15.7	1.47	0.20

Parçacık boyutundaki değişikliklerin bazıları küçük gibi görünse de, kişi yüzey alanı kaybındaki büyük değişiklikleri temsil ettiklerini fark etmelidir ve biyolojik aktivite yüzey alanıyla orantılı olduğu için, bunun biyolojik etkinlikteki büyük kayıplara tekabül edeceği anlaşılmalıdır. Şekil 1 ‘de, partikül büyüklüğündeki 2 ila 10 nm arasındaki bir değişimin, aynı ağırlıktaki partikül ağırlığı için yüzey alanında yaklaşık% 80’lik bir kaybı temsil ettiği görülebilir. Bu bir yaklaşımdır, çünkü parçacıkların tam morfolojisi bilinmemektedir. Bu hesaplamaları mümkün kılmak için, parçacıkların küresel olduğu ve kürelerin kapalı olduğu varsayımı yapılmalıdır.

F. Key ve G. Maass’ın (4) daha önceki bir makalesinde, bir koloidin doğası, etraflarında dağınık bir çift katyon iyon çözeltisi bulunmasıyla stabilize edilmiş çok küçük parçacıkların bir süspansiyonu olarak tarif edilmiştir. Bu parçacıklar tarafından elde edilen yük, aralarında ayrı kalmasını ve kolloidi stabilize etmesini sağlayan potansiyel bir fark yaratır (yani karşılıklı itme). Bu potansiyel farklılığa Zeta Potansiyeli denir ve çözümlerde elektrolitik etkiler üzerine sayısız kitapta tanımlanmıştır. Kolloid nanoparçacıklardan oluştuğunda, aglomerasyonun önlenmesi görevi kolay değildir.

Önceki makalenin işaret ettiği gibi, eğer zeta potansiyeli -30 mV’den daha negatif ise, parçacıklar arasındaki karşılıklı itme onları ayrı tutmak ve kolloidi stabilize etmek için yeterlidir. Zeta potansiyeli -15 mV ile 0 mV arasında olduğunda, parçacıklar topaklanır ve topaklanma ya da çökme meydana gelir.

M. Elimelech ve AE Childress (5) tarafından İçişleri Bakanlığı’nın 1996 tarihli bir raporunda, dünyadaki ortalama tatlı su nehirleri için, tüm normal pH aralıklarında ortak anyonların ve katyonların konsantrasyonunun, tüm normal pH aralıklarında değişmesi için yeterli olduğu belirtildi. Zeta potansiyeli -10 mV ile +5 mV arasında değişerek nanopartiküllerin topaklanmasını sağlar. Deniz suyunda aglomerasyon daha da belirginleşir.

Sonuçlar

Teorik olarak, birçok kaynaktan elde edilen çok büyük miktarda gümüş nanoparçacık, aynı anda çevrenin aynı kısmına dağılacaksa, bazı iyi bakterilerin konsantrasyonunun mümkün olması, © 2008 Colloidal Science Lab., Inc. Kötü bakterilerin yanı sıra, azalacaktı, ancak bu, diyet takviyesi nanoparçacıkları için ciddi bir tehdit olarak kabul edilmiyor. Hatırlanması gereken noktalar şunlardır:

1. Bu rapor, gümüş nanoparçacıkların, her bir ton toprağa 27 litre 20 ppm kolloidal gümüş dökülse bile biyolojik olarak daha az aktif “öbekler” olarak büyüyeceğini göstermiştir. Uygulamada, bu gerçekçi bir şekilde ulaşılması beklenemeyecek kadar yüksek bir sayıdır.


2. Gümüş nanoparçacık üreten veya gümüş nanoparçacık olduğunu iddia eden üreticilerin sayısına rağmen, bu ürünlerin satıldığı düşük konsantrasyonlardan dolayı, ortamın herhangi bir yerinde salınabilecek toplam miktarın hala çok düşük olması beklenir.


3. Yukarıdaki tüm deneylerde gösterildiği gibi, nanopartiküller doğada çok uzun süre nanopartiküller olarak kalmazlar, ancak gümüş metalin zararsız kümeleriyle büyürler.


4. Gümüş nanoparçacıklar suda çözünür değildir ve bu nedenle, gümüş kolloidler çevreye gümüş iyonları salmazlar.

Gümüş nanoparçacıkların topaklaşması meydana geldiğinde, sonuç basitçe gümüş metaldir; gezegenimizin başından beri doğada var olan zararsız bir metal. Çoğu insan mülklerinde gümüş metal bulmaya itiraz edemezdi.

YAZAR HAKKINDA

George Maass, Colloidal Science Laboratories’in baş kimyacısıdır ve Purest Colloids, Inc.’in kıdemli bilimsel danışmanıdır. Iowa Eyalet Üniversitesi’nden fiziksel kimyada.

Son 12 yıldır, Dr. Maass, kendi danışmanlık işini yürütürken Camden County College’da yardımcı kimya profesörüdür. ABD’de, İngiltere’de ve Meksika’da çalışmaları hakkında yazılar yazdı ve seminerler verdi.

Tanınmış bir problem çözücü olan Dr. Maass, olaya neden olan olayları belirleme ve kontrol altına alınabilecek yöntemleri belirleme yeteneğine sahiptir.

Orjinal Makale

Kaynak

 

Kaynak: https://safgumuscubuk.com/forum/konu/gumus-nanopartikuller-cevreye-tehdit-yok/